Telescópio espacial Japonês detecta água em vários asteróides
Usando o satélite infravermelho AKARI, uma equipe de pesquisadores japonesa detectou a existência de água na forma de minerais hidratados em um número de asteróides pela primeira vez. Esta descoberta irá contribuir para a nossa compreensão da distribuição da água no nosso sistema solar, a evolução dos asteróides e a origem da água na Terra. Os resultados foram feitos pela equipe liderada pelo Professor Assistente de Projeto Fumihiko Usui (Escola de Pós-Graduação em Ciências da Universidade de Kobe), o Pesquisador Sênior Associado Sunao Hasegawa, o Pesquisador de Projetos Aeroespaciais Takafumi Ootsubo (Instituto de Ciência Espacial e Astronáutica, Japão Exploração Aeroespacial) Agência), e Professor Emérito Takashi Onaka (Graduate School of Science, Universidade de Tóquio). Os resultados foram publicados em 17 de Dezembro na edição online do Advanced AccessPublicações da Sociedade Astronômica do Japão .
Nossa Terra é um planeta-água e é o único planeta em nosso sistema solar onde a presença de água na superfície do planeta foi confirmada. No entanto, ainda não temos certeza de como nossa Terra adquiriu água. Estudos recentes mostraram que outros corpos celestes em nosso sistema solar têm, ou costumavam ter, água de alguma forma. Asteróides são considerados um dos candidatos que trouxeram água para a Terra. Note que a água líquida não está fluindo na superfície dos asteróides, mas a água é retida em asteróides como os minerais hidratados, que foram produzidos por reações químicas da água e rochas anidras que ocorreram dentro dos asteróides, ou seja, alteração aquosa. Os minerais hidratados são estáveis mesmo acima da temperatura de sublimação do gelo de água. Assim, procurando por minerais hidratados, podemos investigar se os asteróides possuem água.
Os comprimentos de onda infravermelhos contêm características espectrais características de várias substâncias, como moléculas, gelo e minerais, que não podem ser observados em comprimentos de onda visíveis. Portanto, é imprescindível observar em comprimentos de onda infravermelhos para o estudo de objetos do sistema solar. Os minerais hidratados exibem características de absorção diagnóstica em torno de 2,7 micrômetros. A absorção de vapor de água e dióxido de carbono na atmosfera terrestre nos impede de observar este comprimento de onda com telescópios terrestres. É absolutamente necessário fazer observações fora da atmosfera, isto é, no espaço. No entanto, as observações com telescópios espaciais têm sido escassas; o Observatório Espacial de Infravermelho (ISO), lançado em 1995, não tinha sensibilidade suficiente para fazer espectroscopia de asteróides tênues e o telescópio espacial Spitzer, lançado em 2003, não teve cobertura dessa faixa de comprimento de onda. Por esta razão, não foi totalmente compreendido a quantidade de água contida nos asteróides.
O satélite japonês de infravermelho AKARI, lançado em Fevereiro de 2006, foi equipado com a Câmera Infravermelha (IRC) que nos permitiu obter espectros em comprimentos de onda próximos do infravermelho de 2 a 5 micrômetros. Usando esta função única, as observações espectroscópicas de 66 asteróides (figura 1) foram realizadas e seus espectros de infravermelho próximo foram obtidos. Isso fornece a primeira oportunidade para estudar as características dos minerais hidratados em asteróides em torno do comprimento de onda de 2,7 micrômetros.
As observações detectaram absorção, atribuídas a minerais hidratados por asteróides tipo 17C (figura 2). Acredita-se que os asteróides do tipo C, que parecem escuros em comprimentos de onda visíveis, sejam ricos em água e material orgânico, mas as observações atuais com o AKARI são as primeiras a confirmar diretamente a presença de minerais hidratados nesses asteróides. A força de absorção detectada em torno de 2,7 micrômetros varia para cada asteróide, e alguns mostram características de absorção de outras substâncias, como gelo de água e material rico em amônia em torno de 3,1 micrômetros.
Ao examinar os asteróides do tipo C em mais detalhes, a equipe de pesquisa descobriu uma relação clara entre o comprimento de onda da absorção mais profunda e a profundidade da absorção para o recurso de 2,7 micrômetros (figura 3). Isso mostra uma tendência observada no processo em que os minerais hidratados estão sendo aquecidos e gradualmente perdendo água. A energia de aquecimento pode ser fornecida pelo plasma do vento solar, pelos impactos de micrometeoritos ou pelo calor de decomposição dos isótopos radioativos nas rochas. Esta tendência foi prevista por medições de meteoritos, mas esta é a primeira vez que foi confirmada em asteróides. Muitos asteróides do tipo C exibem essa tendência, sugerindo que os asteróides do tipo C foram formados pela aglomeração de rochas e água gelada, e então ocorreram alterações aquosas no interior dos asteróides para formar minerais hidratados,
Por outro lado, os asteróides rochosos do tipo S foram considerados como não contendo água, ao contrário dos asteróides do tipo C. No presente estudo, os minerais hidratados não foram detectados na maioria dos tipos S, mas foi recentemente descoberto que existem casos excepcionais de alguns asteróides que mostram ligeiros sinais de minerais hidratados. Os sinais de água encontrados em tais asteroides do tipo S provavelmente não foram gerados por alterações aquosas como nos tipos C, mas foram produzidos por colisões de outros asteróides hidratados, ou seja, é a origem exógena que trouxe os minerais hidratados. Ocorrem ocasionalmente colisões de asteróides umas com as outras. No estágio inicial da formação do sistema solar, vários corpos pequenos, incluindo os asteróides, eram maiores que o presente, e os eventos de colisão deveriam ter sido mais freqüentes.
Este estudo confirmou a presença de água nos asteróides. Os espectros dos asteróides observados mostram padrões comuns. O tamanho e a distância do sol do asteróide podem ser considerados como fatores importantes que fazem diferenças dos espectros. Para entender completamente os padrões observados, é necessário acumular observações de mais asteróides, bem como comparar com a medição de meteoritos coletados na Terra. O Dr. Usui comenta: “Ao resolver este enigma, podemos dar um passo significativo no sentido de identificar a fonte da água da Terra e desvendar o segredo de como a vida começou na Terra”.
A AKARI completou sua operação em Novembro de 2011. Para a próxima oportunidade de realizar espectroscopia em 2,7 micrômetros de comprimento de onda com o telescópio espacial, teremos que esperar até o lançamento do Telescópio Espacial James Webb pela NASA, programado em 2021.
Atualmente, o explorador asteróide japonês Hayabusa2 e o americano OSIRIS-REx estão pesquisando os asteróides (162173) Ryugu e (101955) Bennu, respectivamente. Cada explorador tem a capacidade de fazer medições na faixa de 2,7 micrômetros para procurar a assinatura da água. Observações “in situ” de asteróides com espaçonaves podem fornecer informações detalhadas sobre crateras e topografia, aspectos que os telescópios terrestres e orbitantes da Terra não podem revelar. Os presentes resultados ajudam significativamente a aumentar os valores científicos dos dados obtidos pelos exploradores e a entender as propriedades dos asteróides Ryugu e Bennu em detalhes.
FONTE: KOBE UNIVERSITY
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