O Telescópio Espacial James Webb da NASA capturou a primeira impressão digital química no infravermelho médio de um objeto interestelar, fornecendo uma nova visão sobre a composição do Cometa 3I/ATLAS à medida que ele se afasta do Sol. Os resultados foram publicados recentemente Cartas de diários astrofísicos.
Os pesquisadores usaram o MIRI (instrumento de infravermelho médio) de Webb em duas sessões de observação 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. Uma segunda rodada ocorreu em 27 de dezembro, com o cometa a 379 milhões de quilômetros de distância.
Webb detecta metano em um cometa interestelar
Pela primeira vez, os cientistas detectaram gás metano diretamente num observador interestelar.
O metano é uma substância altamente volátil que pode mudar rapidamente de gelo sólido para gás. O seu aparecimento depois de o cometa já ter passado perto do Sol indica que o metano estava enterrado abaixo da superfície. De acordo com a equipa de investigação, as camadas superiores do cometa provavelmente protegem o gelo de metano até que o calor solar penetre profundamente no interior do gelo.
A quantidade de metano comparada à água também surpreendeu os pesquisadores. A proporção é muito maior do que a normalmente observada em cometas do nosso sistema solar, com apenas alguns exemplos conhecidos mostrando propriedades semelhantes.
Extraordinariamente rico em dióxido de carbono
As observações também confirmaram outra característica incomum do 3I/ATLAS. O cometa emitiu quantidades excepcionalmente grandes de dióxido de carbono em relação à água, excedendo os níveis normalmente medidos em cometas do sistema solar.
Juntas, as medições de metano e dióxido de carbono indicam uma história de formação que é significativamente diferente da maioria dos cometas que se originam em torno do nosso Sol. Os resultados sugerem que o 3I/ATLAS se formou num ambiente químico muito diferente antes da sua viagem através do espaço interestelar.
À medida que o cometa se afasta, a produção de gás diminui
Webb rastreou como a atividade do cometa muda à medida que ele se afasta do Sol.
Os cientistas observaram uma diminuição acentuada na produção de gás, com o teor de água diminuindo ainda mais. 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 sua produção de gás pára mais rapidamente à medida que o cometa arrefece.
Como Webb mediu a química do cometa
As observações foram feitas usando o Espectrômetro de Média Resolução do MIRI, um instrumento que separa a luz infravermelha em comprimentos de onda separados. Ao analisar esses comprimentos de onda, os pesquisadores podem determinar qual gás está presente.
O espectrômetro também atua como uma unidade de campo integral, permitindo aos cientistas obter um espectro em cada local em uma pequena região do céu. Esta capacidade permitiu à equipa não só detectar os gases que rodeiam o núcleo do cometa, mas também mapear como esses gases estavam distribuídos em torno do objecto.
