A primeira observação direta de água na superfície de um asteróide foi feita usando um telescópio aéreo infravermelho próximo. Água foi detectada em dois asteróides rochosos do tipo S, que se acredita terem nascido secos. A descoberta poderá fornecer informações sobre a história complexa e movimentada dos corpos menores do sistema solar – e em particular, como as suas órbitas podem ter evoluído ao longo do tempo.
“Existem algumas teorias que descrevem um evento que teria embaralhado o cinturão de asteróides”, explica Anicia Arredondo do Southwest Research Institute em San Antonio, Texas. Arredondo liderou a equipe que encontrou a água e ela conta Mundo da física, “Durante esse tempo, a água poderia ter sido transferida para [asteróides do tipo S]”.
Minerais hidratados, incluindo carbonatos, hidróxidos, filossilicatos e sulfatos, foram previamente detectados na superfície de centenas de asteróides. Todas essas detecções foram feitas estudando a luz infravermelha próxima com comprimentos de onda em torno de 3 mícrons. Essa luz está associada à ligação oxigênio-hidrogênio encontrada nas moléculas de água, bem como ao grupo hidroxila (OH) mais simples. Como resultado, não foi possível distinguir entre água e hidroxila nos asteroides.
Jato Jumbo
Para saber a diferença entre água e hidroxila, a equipe de Arredondo recorreu a uma missão conjunta NASA-Agência Aeroespacial Alemã chamada Observatório Estratosférico para Astronomia Infravermelha (SOFIA). Transportado por um Boeing 747SP que voou até 13 km, o SOFIA era um telescópio infravermelho de 2.7 m de diâmetro que espia através de uma escotilha na lateral do avião.
Em 2021, astrônomos liderados por Casey Honniball do Goddard Space Flight Center da NASA usou o SOFIA para confirmar a existência de moléculas de água na face ensolarada da Lua. Fê-lo detectando um sinal infravermelho médio de 6.1 mícrons, produzido apenas pela ligação química das moléculas de água.
O SOFIA realizou o seu voo final em 2022, mas não antes de o grupo de Arredondo se ter juntado a Honniball para fazer observações semelhantes de quatro asteróides do tipo S que anteriormente tinham sido descobertos como tendo a assinatura ambígua de 3 mícrons.
de SOFIA PREVISÃO instrumento conseguiu confirmar a presença de moléculas de água na superfície de dois asteroides: 7 Iris e 20 Massalia. Os outros dois asteróides, 11 Parthenope e 18 Melpomene, revelaram-se demasiado fracos para que o SOFIA pudesse determinar se tinham água ou não.
Pequenas quantidades
Nas suas observações da Lua, o SOFIA descobriu que cada metro cúbico de regolito (material superficial) continha cerca de um terço de litro de água. Os sinais de Iris e Massalia sugerem quantidades igualmente pequenas de água na superfície desses asteróides.
A forma que essa água assume é atualmente desconhecida. Uma possibilidade é que tenha sido adsorvido em silicatos no regolito, formando uma película fina. Ou a água pode estar quimicamente ligada aos minerais do regolito.
Ambos os cenários implicariam que Iris e Massalia foram criadas com esta água no local. No entanto, os astrónomos pensam que os asteróides do tipo S se formaram perto do Sol, onde as altas temperaturas teriam afastado a água.
Uma terceira possibilidade é que a água tenha sido trazida para os asteroides inicialmente secos por colisões com objetos contendo água. Neste cenário, a água ficaria presa dentro de esferas de vidro microscópicas que se formaram durante as colisões.
Planetas errantes
Os impactos podem ter ocorrido em momentos em que se acredita que alguns asteróides e planetas tenham mudado as suas órbitas. Vários modelos – incluindo Nice, Grand Tack e Jumping Jupiter – postulam que no início da história do sistema solar as órbitas de vários planetas mudaram.
“Todos estes modelos descrevem o movimento dos planetas gigantes, o que teria causado perturbações gravitacionais nos asteróides e embaralhado-os”, explica Arredondo. “Júpiter teria tido o maior efeito porque é o maior.”
O modelo Grand Tack sugere que Júpiter se moveu em direção ao Sol, o que teria empurrado os asteróides do tipo S para longe do Sol. O modelo diz então que Júpiter migrou para longe do Sol, onde encontrou os asteróides carbonáceos do tipo C. Estes formaram-se mais longe do Sol do que o tipo S e, portanto, espera-se que contenham água.
Júpiter teria espalhado os tipos C para dentro, juntando-se aos tipos S para formar o cinturão de asteróides. Hoje os tipos S povoam as regiões internas do cinturão de asteróides e os tipos C a parte externa. À medida que se misturavam, teriam ocorrido colisões, com pequenos tipos C chovendo sobre os maiores tipos S. Isto fornece uma explicação de como a água atingiu os asteróides do tipo S.
A pesquisa continua com JWST
Embora os cientistas acreditem que os asteroides do tipo C devam conter água, isso ainda não foi confirmado. Isto não pode ser resolvido pelo SOFIA, que foi retirado. Assim, a equipe de Arredondo recorreu ao Telescópio Espacial James Webb (JWST) para procurar a mesma assinatura de 6.1 mícrons em asteróides do tipo C.
Protoestrela luminosa lança luz sobre as origens da água da Terra
“Até agora observamos dois asteróides do cinturão principal [com o JWST] e apresentamos uma proposta para observar ainda mais”, disse Arredondo Mundo da física. Esses asteróides do tipo C são 142 Polana e 225 Henrietta.
“Ainda não concluímos a análise para ver se há ou não água”, diz Arredondo, “mas com base nas especificações do instrumento, o JWST deve ser sensível o suficiente para detectar a característica que procuramos”.
A equipe também espera que a descoberta da localização da água no cinturão de asteroides ajude a esclarecer a origem da água na Terra. Acredita-se que isso tenha acontecido por meio de impactos, mas é incerto se as colisões foram com cometas, asteróides do tipo C ou mesmo do tipo S.
A pesquisa é descrita em O Jornal de Ciências Planetárias.
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- Fonte: https://physicsworld.com/a/water-observed-on-asteroids-for-the-first-time/
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