O Telescópio Espacial James Webb da NASA capturou a primeira impressão digital química no infravermelho médio de um objeto interestelar, fornecendo novos insights sobre a composição do cometa 3I/ATLAS enquanto ele viajava para longe do Sol. As descobertas foram publicadas recentemente em Comunicações do Jornal Astrofísico.
Os pesquisadores usaram o MIRI (instrumento de infravermelho médio) de Webb durante duas observações depois que o cometa passou pelo ponto mais próximo do sol. O primeiro conjunto de observações ocorreu nos dias 15 e 16 de dezembro, quando o 3I/ATLAS estava a cerca de 205 milhões de milhas (329 milhões de quilômetros) do Sol. A segunda rodada ocorreu em 27 de dezembro, com o cometa a aproximadamente 379 milhões de quilômetros de distância.
Webb detecta metano em cometa interestelar
Pela primeira vez, os cientistas descobriram gás metano diretamente num visitante interestelar.
O metano é uma substância extremamente volátil que pode mudar rapidamente de gelo sólido para gás. Apareceu depois de o cometa já ter passado perto do Sol, sugerindo que o metano estava enterrado abaixo da superfície. De acordo com a equipa, as camadas superiores do cometa podem proteger o gelo de metano até que o aquecimento solar penetre profundamente no interior gelado.
Os pesquisadores também ficaram surpresos com a quantidade de metano em comparação com a água. Esta proporção é muito maior do que a normalmente observada em cometas do nosso sistema solar, com apenas alguns exemplos conhecidos mostrando características semelhantes.
Níveis extraordinariamente ricos de dióxido de carbono
As observações também confirmaram outra característica incomum do 3I/ATLAS. O cometa liberou quantidades invulgarmente grandes de dióxido de carbono em relação à água, excedendo em muito os níveis normalmente medidos em cometas do sistema solar.
Em conjunto, as medições do metano e do dióxido de carbono mostram que a sua história de formação é significativamente diferente da da maioria dos cometas que se originam em torno do Sol. Os resultados sugerem que o 3I/ATLAS se formou num ambiente químico muito diferente antes de iniciar a sua viagem através do espaço interestelar.
A produção de gás natural diminui à medida que o cometa se afasta
Webb também rastreou mudanças na atividade do cometa à medida que ele se afastava do sol.
Os cientistas observaram quedas dramáticas na produção de gás, com as maiores quedas na água. Este comportamento é esperado uma vez que os cometas recebem menos energia solar. À medida que as temperaturas caem, menos gelo evapora da superfície e das camadas próximas à superfície.
A água é menos volátil que o metano ou o dióxido de carbono, o que significa que a produção de gás da água para mais rapidamente à medida que o cometa esfria.
Como Webb mediu a composição química dos cometas
As observações foram feitas usando o espectrômetro de resolução moderada do MIRI, que divide a luz infravermelha em seus comprimentos de onda individuais. Ao analisar esses comprimentos de onda, os pesquisadores podem determinar quais gases estão presentes.
O espectrômetro também funciona como uma unidade de campo completa, permitindo aos cientistas obter espectros para cada local em uma pequena porção do céu. Esta capacidade permitiu à equipa não só identificar os gases que rodeiam o núcleo do cometa, mas também mapear a distribuição destes gases em torno do objeto.
