Observatório de Rubin detectará uma abundância de objetos interestelares atravessando nosso sistema solar

O Legacy Survey of Space and Time do Observatório Vera C. Rubin revolucionará a ciência do Sistema Solar ao revelar uma população de cometas e asteroides interestelares ainda não descobertos que passam por nossa vizinhança cósmica 

Esta impressão de artista mostra um objeto interestelar que se aproxima rapidamente do nosso Sistema Solar. O objeto, ejetado do seu sistema planetário de origem há muito tempo, viajou pelo espaço interestelar durante milhares de milhões de anos antes de passar brevemente pela nossa vizinhança cósmica. O Observatório Rubin irá revelar muitos destes visitantes interestelares anteriormente desconhecidos. Crédito: Observatório Rubin/NOIRLab/NSF/AURA/J. daSilva

Muitos objetos interestelares ainda não descobertos existem em toda a Via Láctea: cometas e asteroides que foram ejetados de seus sistemas estelares de origem. Alguns desses objetos passam pelo nosso Sistema Solar, trazendo informações valiosas sobre como os sistemas planetários se formam e evoluem. Atualmente, apenas dois desses visitantes interestelares foram descobertos: o 1I/ʻOumuamua e o cometa 2I/Borisov. O próximo Legacy Survey of Space and Time de Rubin nos mostrará muito mais.

Aprendemos muito sobre os maiores e mais brilhantes objetos do nosso Sistema Solar usando instrumentos e telescópios existentes. No entanto, astrônomos como Michele Bannister, Rutherford Discovery Fellow da Universidade de Canterbury em Aotearoa Nova Zelândia e membro do Observatório Rubin/LSST Solar System Science Collaboration, querem procurar mais profundamente, por corpos pequenos e fracos que se originaram em sistemas planetários muito além do nosso.

Esses objetos interestelares – que foram arremessados de seus sistemas domésticos para o espaço entre as estrelas – são tão fracos que ficaram praticamente indetectáveis. Mas com o próximo Legacy Survey of Space and Time (LSST), realizado com o Observatório Vera C. Rubin, no Chile, os cientistas esperam um período explosivo de descobertas, já que esses objetos fracos são vistos pela primeira vez.

O Observatório Rubin é financiado conjuntamente pela National Science Foundation (NSF) e pelo Departamento de Energia dos EUA (DOE). O Rubin é um programa do NOIRLab da NSF, que, juntamente com o SLAC National Accelerator Laboratory, operará o Rubin.

As origens do nosso Sistema Solar estavam em uma enorme nuvem giratória de gás e poeira que colapsou para formar novas estrelas, uma das quais foi o nosso Sol. As estrelas devoraram a maioria dos ingredientes cósmicos, mas ao redor de cada estrela o restante formou os pequenos blocos de construção de planetas - chamados planetesimais - que variam de dezenas de metros a alguns quilômetros de tamanho. Alguns deles se aglutinaram em planetas e suas luas e anéis, mas trilhões de planetesimais remanescentes continuaram a orbitar suas estrelas hospedeiras.

Com a ajuda de observações do nosso Sistema Solar e simulações de computador, os cientistas especulam que a gravidade de planetas maiores e estrelas próximas que passam muitas vezes lança a maioria desses planetesimais remanescentes para longe de seus sistemas domésticos e para fora em suas galáxias. Viajando pelo espaço e não ligados a nenhuma estrela, eles agora são conhecidos como objetos interestelares. 

"Os sistemas planetários são um lugar de mudança e crescimento, de escultura e remodelação", disse Bannister. "E os planetas são como correspondentes ativos, pois podem mover trilhões de pequenos planetesimais para o espaço galáctico."

Se os planetas são os correspondentes, os objetos interestelares são os telegramas que contêm informações valiosas sobre sistemas planetários distantes e como eles se formaram. E por um curto período de tempo, algumas dessas mensagens de longe estão bem no nosso quintal cósmico. "Uma rocha de outro sistema solar é uma sonda direta de como a formação planetesimal ocorreu em outra estrela", disse Bannister, "então realmente tê-los vindo até nós é muito legal".

Embora os astrônomos pensem que muitos objetos interestelares existem e provavelmente passam pelo nosso Sistema Solar regularmente, apenas dois foram confirmados: o Oumuamua em 2017 (também conhecido como 1I/2017 U1) e o cometa 2I/Borisov em 2019. Estes foram descobertos graças a um grande tempo, muito esforço e um pouco de sorte – esses pequenos e fracos viajantes interestelares só são visíveis quando estão perto o suficiente para ver, e quando nossos telescópios estão apontando no lugar certo na hora certa.

"Calculamos que há muitos desses pequenos mundos em nosso Sistema Solar agora", disse Bannister. "Só não conseguimos encontrá-los ainda porque não estamos vendo fracos o suficiente."

O Observatório Rubin vai mudar isso. Usando um telescópio de 8,4 metros equipado com a câmera digital de maior resolução do mundo, Rubin detectará objetos interestelares mais fracos do que já vimos antes. "É como se você de repente deixasse de estar em um pequeno barco balançando no belo raso ao largo da costa, para agora você estar sobre o grande oceano profundo e você pode ver toda essa extensão pela primeira vez", disse Bannister.

Além disso, o telescópio de movimento rápido de Rubin pode escanear todo o céu visível a cada poucas noites, capturando uma visão em timelapse de objetos interestelares em suas rápidas viagens pelo nosso Sistema Solar.

Embora chamemos ambos de 'Omuamua e objetos interestelares 2I/Borisov, eles diferem em praticamente todas as maneiras que podemos medir. Como será o terceiro, ou o vigésimo, objeto interestelar? No primeiro ano do LSST de 10 anos do Observatório Rubin, programado para começar em 2025, os cientistas esperam ter uma boa ideia.

"Vamos passar de um estudo de dois objetos individuais para um estudo populacional de pelo menos dezenas", disse Bannister. Como os objetos interestelares podem vir de estrelas de toda a Via Láctea, esse aumento permitirá que os cientistas estudem diretamente como os sistemas planetários se formam em estrelas distantes ao longo da história de nossa galáxia – incluindo estrelas antigas que não existem mais.

Por enquanto, os cientistas só podem fazer previsões soltas de quantos objetos interestelares Rubin revelará. Bannister brinca com sua aposta em 21, mas diz que ainda não temos ideia. Seja qual for o resultado, Rubin está pronto para revolucionar os estudos do Sistema Solar – junto com muitas outras áreas da astronomia e astrofísica. "Será um dos presentes que Rubin proporciona", disse ela, "uma nova história do Sistema Solar e uma maior compreensão de onde viemos".

Fonte: noirlab.edu