Cometa interestelar 3I/ATLAS tem gelo semelhante ao dos mundos para lá de Neptuno

O gelo que se desprende do cometa interestelar 3I/ATLAS não se parece com o gelo dos cometas que conhecemos. Os espectros do Telescópio Espacial James Webb mostram um forte sinal de gelo de água com dois dos seus sinais companheiros habituais quase desaparecidos, e esse padrão corresponde a alguns dos mundos gelados que orbitam muito para lá de Neptuno.

A correspondência é importante porque o 3I/ATLAS nasceu à volta de outra estrela. Se os seus grãos de gelo partilham a sua forma com o material preservado na orla do nosso próprio sistema solar, os ingredientes brutos dos planetas podem surgir dos discos de formação planetária num estado semelhante em toda a galáxia. Os autores apresentam isso como uma possibilidade a testar, não como um resultado consolidado.

A equipa, liderada por Silvia Protopapa do Southwest Research Institute no Texas, descobriu que a coma do cometa, a nuvem de gás e poeira à volta do seu núcleo, é melhor explicada por minúsculos grãos de gelo de água misturados com poeira. Cada grão tem cerca de um mícron ou menos de diâmetro, menos de um quinquagésimo da largura de um cabelo humano.

“Os cometas interestelares são pequenos corpos gelados que se formaram nos discos de gás e poeira à volta de outras estrelas e estão agora a passar pelo nosso sistema solar”, disse Protopapa. Apenas dois desses objetos eram conhecidos antes deste: ‘Oumuamua, que não mostrou coma visível, e o cometa 2I/Borisov.

Dois sinais de gelo que desapareceram

O gelo de água deixa impressões digitais na luz infravermelha. A mais profunda é uma banda de absorção perto dos 3 mícrons. Duas bandas mais fracas situam-se perto dos 1,5 e 2,0 mícrons, e a maioria dos cometas gelados mostra todas as três. No 3I/ATLAS, a banda dos 3 mícrons é forte, cortando a luz refletida em 77% no seu ponto mais profundo na primeira visita do Webb e em 94% na última. As duas bandas mais curtas são muito fracas ou inexistentes.

“Essa combinação foi um enigma”, disse Protopapa. “A forte banda dos 3 mícrons aponta para gelo de água na coma. Mas as bandas de comprimento de onda mais curto, fracas ou ausentes, sugerem que o gelo não está na forma que vemos habitualmente nos cometas do sistema solar.”

A explicação é o percurso ótico. As bandas fracas só aparecem quando a luz percorre um longo caminho através do gelo, da mesma forma que uma fina lasca de vidro colorido parece quase transparente enquanto um bloco grosso mostra a sua cor. Em grãos tão pequenos e tão poeirentos, a luz atravessa muito pouco gelo antes de se dispersar de volta. As bandas fracas desvanecem-se, e a forte sobrevive.

Como o Webb leu o cometa três vezes

“Projetámos este programa para estar pronto no momento em que um cometa interestelar ativo fosse descoberto e para o acompanhar ao longo do tempo”, disse Martin Cordiner do Goddard Space Flight Center da NASA e da Universidade Católica da América, o investigador principal do programa.

O Webb apontou o seu Espectrógrafo de Infravermelho Próximo para o cometa três vezes ao longo de oito meses, antes e depois da sua passagem mais próxima do Sol. No modo de prisma, regista de 0,6 a 5,3 mícrons de uma só vez, pelo que a poeira, o gelo e o gás em fuga ficam num único espectro.

Apenas a primeira e a terceira visitas foram modeladas. A do meio, feita mais perto do Sol, estava contaminada por vapor de água brilhante, moléculas orgânicas, átomos de níquel e poeira quente.

A equipa comparou os espectros com modelos de dispersão de luz em grãos de diferentes tamanhos e composições. Grãos de gelo puro, e gelo misturado com carbono ou olivina, ou sobrestimaram as bandas fracas ou não conseguiram reproduzir a forte. O melhor ajuste foi gelo misturado com piroxena, um mineral silicatado comum em rochas e meteoritos. Na última visita, à medida que o cometa se afastava do Sol, os dados também exigiram uma segunda população de grãos maiores e ricos em gelo, ainda com cerca de um mícron de tamanho, além de uma ténue característica perto dos 3,1 mícrons consistente com gelo cristalino.

Diferente dos nossos cometas, como os mundos para lá de Neptuno

O tamanho dos grãos não é o que distingue o 3I/ATLAS. O cometa Hartley 2 liberta grãos de gelo quase puro de tamanho semelhante, e os grãos gelados do cometa Catalina foram modelados com, no máximo, 1% de poeira. O cometa interestelar situa-se no extremo poeirento dessa linha.

“Os grãos do 3I/ATLAS têm aproximadamente o mesmo tamanho que os dos nossos próprios cometas”, disse Protopapa. “O que parece distingui-los é a quantidade de poeira misturada no gelo.”

A surpresa veio dos objetos transneptunianos, corpos gelados que orbitam para lá de Neptuno e que se pensa preservarem material do nascimento do sistema solar. Das classes espectrais definidas pelo levantamento DiSCo do Webb de objetos de tamanho médio, a banda dos 3 mícrons do 3I/ATLAS assemelha-se mais à classe rica em gelo de dióxido de carbono, e esses objetos também carecem de fortes bandas aos 1,5 e 2,0 mícrons. A semelhança reside na banda do gelo de água, não no dióxido de carbono.

“À primeira vista, o 3I/ATLAS parece diferente dos cometas gelados que conhecemos”, disse Protopapa. “Mas quando o colocámos ao lado de mundos gelados distantes no nosso próprio sistema solar, já não pareceu deslocado.”

A comparação também funciona no sentido inverso. Para essas classes de objetos distantes, a depressão aos 3 mícrons tinha sido maioritariamente atribuída a compostos orgânicos e metanol, porque as bandas de água mais fracas estavam ausentes. O cometa mostra que grãos de gelo de água poeirentos podem produzir a mesma forma por si sós, pelo que parte desse sinal pode afinal ser gelo de água.

O que um cometa não pode resolver

O resultado assenta em dados laboratoriais. O modelo precisa das propriedades óticas medidas do gelo de água, e dois conjuntos de dados padrão dão formas de banda visivelmente diferentes. Os autores não podem dizer se o gelo era cristalino em ambas as visitas ou se passou de uma forma desordenada e amorfa para cristais, e apelam a novas medições laboratoriais de gelo em diferentes temperaturas e fases.

A mudança entre visitas também tem duas explicações. “Ainda não podemos dizer se as alterações ao longo do tempo resultam do aquecimento diferente dos grãos pelo Sol em cada observação, ou de novo material exposto à medida que a superfície do cometa erodiu perto do Sol”, disse Michael Kelley da Universidade de Maryland, segundo autor do artigo.

Os grãos numa coma também não são uma amostra direta do núcleo, e podem ser fragmentos de aglomerados maiores. As superfícies dos objetos transneptunianos foram retrabalhadas durante milhares de milhões de anos por radiação e impactos, pelo que os autores advertem contra a interpretação da correspondência como prova de locais de nascimento idênticos. Outras diferenças na sua química sugerem que o disco que formou o 3I/ATLAS não era uma cópia do nosso. Uma análise anterior tinha antes comparado o cometa com uma classe avermelhada e rica em orgânicos de objetos distantes, pelo que o campo ainda não convergiu.

Depois, há o tamanho da amostra. Este é um cometa interestelar, visto três vezes.

Perguntas frequentes sobre o 3I/ATLAS e o seu gelo

O que é o 3I/ATLAS?

É o terceiro objeto confirmado a entrar no nosso sistema solar vindo do espaço interestelar, e um verdadeiro cometa com coma e caudas. A sua trajetória aberta e hiperbólica significa que nunca mais voltará. Passou entre as órbitas da Terra e de Marte no seu ponto mais próximo do Sol e nunca se aproximou da Terra.

O 3I/ATLAS contém água?

Sim. O Webb detetou vapor de água e gelo de água na sua coma. É também invulgarmente rico em dióxido de carbono: na primeira observação do Webb, a coma continha cerca de oito vezes mais dióxido de carbono do que água, uma das proporções mais elevadas já medidas num cometa.

O que são objetos transneptunianos?

São corpos gelados que orbitam o Sol para lá de Neptuno, a mais de cerca de 30 vezes a distância Terra-Sol, uma população que inclui Plutão. Mantidos frios durante milhares de milhões de anos, preservam pistas sobre como os planetas se formaram.

Qual é a idade do 3I/ATLAS?

Ninguém sabe. Pela sua velocidade e direção, um estudo estimou que tem entre 7,6 e 14 mil milhões de anos se veio do disco espesso de estrelas velhas da Via Láctea, o que o tornaria mais velho do que o sistema solar, com 4,6 mil milhões de anos. Essa estimativa é estatística, não uma medição.

O que vem a seguir

O cometa foi descoberto a 1 de julho de 2025 pelo telescópio de levantamento ATLAS em Río Hurtado, Chile. O Webb observou-o a 6 de agosto de 2025, 22 de dezembro de 2025 e 1 de abril de 2026, a 3,3, 2,4 e 5,7 vezes a distância Terra-Sol do Sol. A sua aproximação mais próxima do Sol ocorreu a 29 de outubro de 2025, a 1,36 vezes essa distância. O artigo foi publicado no The Astrophysical Journal Letters a 26 de outubro de 2026, assinado por 15 investigadores dos Estados Unidos e da Europa.

Mais observações do Webb de cometas do sistema solar e de novos visitantes interestelares testarão se o 3I/ATLAS é típico. O Observatório Vera C. Rubin, cujo levantamento do céu de dez anos começou em junho de 2026, deverá encontrar mais deles. Amanhã faz um ano que o 3I/ATLAS contornou o Sol, e já está a caminho de volta para fora do sistema solar. O gelo que transporta parece menos estranho do que inicialmente parecia.

Referência: Protopapa et al., “JWST Reveals Refractory-rich Water Ice in Interstellar Comet 3I/ATLAS: Evidence for a Continuum of Grain Properties across Protoplanetary Disks,” The Astrophysical Journal Letters, 2026. DOI: 10.3847/2041-8213/aea60d

Etiquetas: astronomia, James Webb Space Telescope, 3I/ATLAS, objetos transneptunianos, cometas, gelo de água