Há três anos, ‘Oumuamua visitou nosso sistema solar, e desde então os cientistas tiveram dificuldades para explicar algumas de suas características mais enigmáticas, incluindo seu formato de charuto. Modelos de computador de última geração estão fornecendo novas pistas interessantes, mostrando como o objeto provavelmente se formou e como ele se tornou um intruso interestelar.

Uma nova pesquisa publicada nesta segunda-feira (13) na Nature Astronomy sugere que o objeto interestelar ‘Oumuamua é o fragmento distorcido de um corpo principal que se passou muito perto de sua estrela hospedeira. Esse processo, além de produzir sua forma alongada e outras características distintas, também resultou na ejeção do objeto no espaço interestelar, de acordo com o novo artigo, de autoria de Yun Zhang, da Universidade de Côte d’Azur, e Douglas Lin, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz.

Visto pela primeira vez em 19 de outubro de 2017 pelo Telescópio Panorâmico de Pesquisa e Sistema de Resposta Rápida 1 (Pan-STARRS1), ‘Oumuamua é o primeiro objeto interestelar (de fora do sistema solar) já detectado por astrônomos. Além de sua origem em outro sistema estelar, o objeto possui várias características bastante diferentes, incluindo forma alongada, ausência de uma coma similar a de um cometa e uma ligeira aceleração que não é causada por forças gravitacionais.

Um objeto semelhante a ‘Oumuamua produzido por uma simulação do cenário de rompimento de maré. Imagem: NAOC/Y. Zhang; (fundo: ESO / M. Kornmesser)

O ‘Oumuamua é mais um asteroide do que um cometa, o que é um pouco perturbador. Uma teoria convencional sobre objetos interestelares é que eles são corpos gelados que foram jogados no espaço interestelar devido a interações gravitacionais e se originam nos confins de um sistema estelar, semelhante à nuvem de Oort no nosso sistema solar. Mas o ‘Oumuamua não é um cometa: ele tem uma superfície seca e uma aparente ausência de voláteis, como são chamados os compostos que alternam facilmente entre estados da matéria, como a água.

Até o momento, os modelos de computador não reproduziram satisfatoriamente as condições de formação de objetos interestelares, exigindo que os cientistas criem um cenário alternativo de formação e ejeção. Ao mesmo tempo, no entanto, esse cenário não pode ser algum tipo de processo raro ou extraordinário, já que se espera que a população total de objetos interestelares seja enorme.

“A descoberta de ‘Oumuamua implica que a população de objetos interestelares rochosos é muito maior do que pensávamos anteriormente”, disse Zhang em um comunicado à imprensa. “Em média, cada sistema planetário deve ejetar no total cerca de cem trilhões de objetos como um ‘Oumuamua. Precisamos construir um cenário muito comum para produzir esse tipo de objeto.”

O cenário de fragmentação de maré, como Zhang e Lin o chamam, fornece uma solução elegante apoiada por modelos de computador. Estes modelos simularam a dinâmica estrutural de um objeto pai à medida que ele se aproximava demais de sua estrela hospedeira.

Como os modelos mostraram, um objeto parecido como um planetesimal (um planeta embrionário) ou mesmo um planeta semelhante à Terra, ao se aventurar a algumas centenas de milhares de quilômetros de sua estrela hospedeira, começará a ficar distorcido — muito distorcido.

Ilustração dos processos estelares de rompimento de maré, levando à formação de objetos interestelares. Imagem: Zhang Yun

O processo é semelhante a fazer uma cobra fininha com uma bola de massinha de modelar. À medida que a massa fica progressivamente mais fina, pedaços menores começam a se fragmentar, com cada um deles mantendo sua forma alongada.

No caso de ‘Oumuamua e outros objetos interestelares nascentes, os fragmentos quentes e alongados são bastante maleáveis, consistindo em uma mistura de pequenos pedaços. À medida que esse ajuntamento solto de material se afasta da estrela hospedeira, as partes começam a esfriar rapidamente e congelar uma nas outras, formando uma crosta que define a forma final e a integridade estrutural do objeto. A proporção do eixo longo para o eixo curto pode chegar a 10:1, de acordo com os modelos de computador.

Quando o fragmento ainda está muito quente, os materiais voláteis evaporam da superfície, mas alguns, como a água, ficam nas porções interiores. Esses voláteis continuam presos dentro do objeto quando a crosta se forma, mas podem escapar em um processo chamado desgaseificação. Foi o que aconteceu quando ‘Oumuamua foi aquecido pelo nosso Sol, produzindo a aceleração não-gravitacional do objeto, de acordo com a nova pesquisa. Isso quer dizer que o ‘Oumuamua possui essencialmente um sistema de propulsão embutido.

O novo artigo “faz um trabalho notável ao explicar uma variedade de propriedades incomuns de ‘Oumuamua com um modelo único e coerente”, disse Matthew Knight, astrônomo da Academia Naval dos EUA e especialista no objeto interestelar, em um comunicado de imprensa da Universidade da Califórnia em Santa Cruz.

“À medida que objetos interestelares futuros forem descobertos nos próximos anos, será muito interessante ver se há algum tipo de propriedade semelhante às do ‘Oumuamua. Nesse caso, isso pode indicar que os processos descritos neste estudo são generalizados”, disse Knight, que não participou da nova pesquisa.

Uma implicação fascinante dessa pesquisa é que ela fornece um mecanismo potencial para o hipotético processo de panspermia — quando um exoplaneta semeia vida em outros planetas, inclusive fora do sistema hospedeiro.

Dado o tremendo calor e as forças envolvidas no processo, no entanto, qualquer micróbio teria que ser extremamente durável para conseguir pegar carona. Mais pesquisas terão que investigar mais essa possibilidade, pois a hipótese da panspermia ainda é uma teoria marginal.

Para avançar, precisamos detectar mais objetos interestelares. Como disse Knight, a descoberta de objetos com formas semelhantes ajudaria muito a reforçar essa nova e empolgante teoria.