Pela primeira vez, cientistas usaram o poder conjunto dos Telescópios Espaciais Hubble e James Webb da NASA para estudar alguns dos corpos mais distantes do nosso sistema solar, os Objetos Transnetunianos (TNOs, na sigla em inglês). Alguns deles estão entre os menores e mais fracos já observados diretamente. Os pesquisadores encontraram, de forma inesperada, menos TNOs pequenos do que esperavam, e descobriram que as cores desses corpos seguiam as mesmas relações de seus membros maiores da família.
Esses objetos são tipicamente pequenos e fracos corpos gelados que orbitam o Sol além da órbita de Netuno. A maioria é mais de 100 milhões de vezes mais fraca do que objetos visíveis a olho nu. Em dois estudos complementares publicados na terça-feira no The Astronomical Journal, as equipes analisaram a cor, a composição e a distribuição de tamanho de 27 TNOs pequenos e fracos recém-descobertos.
Essa classe de pequenos corpos oferece a melhor visão de um estágio inicial da formação planetária, quando um disco de poeira e seixos em órbita ao redor do Sol se aglutinou em “planetesimais” do tamanho de cidades , os blocos sólidos que se agrupam para formar planetas , mas ainda não haviam se fundido em mundos de tamanho completo. Além de Netuno, esse segundo estágio nunca ocorreu, deixando para trás uma população congelada de planetesimais.
No levantamento mais profundo de TNOs já realizado, equipes lideradas por candidatos a doutorado da Universidade de Victoria, no Canadá, sob a orientação do Conselho Nacional de Pesquisas do Canadá, e da Universidade do Norte do Arizona, em Flagstaff, examinaram uma faixa do céu simultaneamente com o Hubble, observando a luz visível dos TNOs, e o Webb, observando sua luz infravermelha. A equipe de pesquisadores mediu as cores dos objetos, que funcionam como uma impressão digital da composição da superfície, além de seus tamanhos, e determinou suas órbitas.
Nas observações coordenadas, as equipes estudaram dois tipos diferentes de TNOs. O primeiro, os TNOs dinamicamente “frios”, estão em suas órbitas originais, relativamente circulares, ao redor do Sol no plano do sistema solar. O segundo tipo, os TNOs dinamicamente “quentes”, formaram-se entre as localizações atuais de Urano e Netuno, mas foram empurrados para fora, para onde estão hoje, quando os gigantes gasosos externos migraram no início da história do sistema solar. Hoje, eles residem em órbitas altamente elípticas e se movem para dentro e para fora do plano do nosso sistema solar.
Centro Goddard de Voos Espaciais da NASA; Produtor principal: Paul Morris
Antes dessas observações, os astrônomos pensavam que pequenos TNOs de ambas as populações, quente e fria, teriam sofrido muitas colisões, alterando suas superfícies em comparação com TNOs maiores. Mas não foi isso que as observações mostraram. Em vez disso, os corpos pequenos se parecem com suas contrapartes maiores. Isso implica que as colisões não estão alterando significativamente as superfícies , talvez porque haja menos colisões do que o esperado, ou porque os TNOs, de alguma forma, retêm suas composições primordiais, anteriores às colisões. As equipes ainda estão tentando desvendar esse mistério.
“Você poderia imaginar um cenário em que ser atingido e fragmentado mudaria a composição da superfície, e então você veria uma cor de superfície diferente para os TNOs minúsculos em comparação com seus irmãos maiores. Então é realmente fascinante ver que os menores objetos estão, de alguma forma, ‘se lembrando’ e preservando a história de como foram criados”, disse Anastasia Morgan, candidata a doutorado na Universidade do Norte do Arizona, que liderou o estudo sobre cor e composição.
“Esses TNOs dinamicamente ‘quentes’ mantêm uma assinatura de onde nasceram, mesmo tendo sido embaralhados orbitalmente desde então”, disse o coautor David Trilling, da Universidade do Norte do Arizona.
Tanto a população “quente” quanto a “fria” parecem manter as mesmas cores de quando foram formadas, com pouca mudança desde o nascimento do sistema solar.
Os dados do Webb também permitiram que os pesquisadores medissem o número de objetos de cada tamanho. Eles descobriram que as distribuições gerais de tamanho para ambas as populações eram surpreendentemente semelhantes.
“É muito interessante que o processo de formação de planetesimais acabe produzindo a mesma distribuição de tamanhos tanto para as populações frias quanto para as quentes, apesar de se formarem em regiões diferentes do início do sistema solar. O processo parece ser insensível às condições do disco, produzindo tamanhos semelhantes de planetesimais, seja o disco quente ou frio, e denso ou fofo”, disse Marielle Eduardo, candidata a doutorado na Universidade de Victoria, que liderou o estudo sobre distribuição de tamanho.
Os pesquisadores também encontraram menos desses corpos muito pequenos do que esperavam, com base em alguns modelos de formação planetária. O Webb descobriu 27 TNOs novos e notavelmente fracos, um deles tão fraco que equivale a ficar em pé na Terra e ver um pequeno enxame de vaga-lumes na Lua. O menor observado tem um diâmetro de cerca de 3 milhas (5 quilômetros), o que é cerca de cinco vezes menor do que é possível detectar com os telescópios terrestres mais sensíveis.
Este projeto não teria sido possível sem o Hubble e o Webb trabalhando juntos para detectar e caracterizar esses TNOs. Com a sensibilidade do Hubble na luz visível e a do Webb no infravermelho, os telescópios espaciais oferecem mais informações do que qualquer um dos dois poderia sozinho.
O Telescópio Espacial Hubble está em operação há mais de três décadas e continua a fazer descobertas revolucionárias que moldam nossa compreensão fundamental do universo. O Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Centro Goddard de Voos Espaciais da NASA, em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio e as operações da missão. A Lockheed Martin Space, sediada em Denver, também apoia as operações da missão no Goddard. O Instituto de Ciência do Telescópio Espacial, em Baltimore, que é operado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, conduz as operações científicas do Hubble para a NASA.
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciência espacial do mundo. O Webb está resolvendo mistérios em nosso sistema solar, olhando além dele para mundos distantes ao redor de outras estrelas, e investigando as estruturas misteriosas e as origens do nosso universo e nosso lugar nele. O Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, a ESA (Agência Espacial Europeia) e a CSA (Agência Espacial Canadense).
Para saber mais sobre os telescópios espaciais da NASA, visite: https://science.nasa.gov/universe
Fonte original: science.nasa.gov
