Por décadas, os cientistas teorizaram que, além da borda do Sistema Solar, a uma distância de até 50.000 UA (0,79 lI) do Sol, existe uma enorme nuvem de planetesimais gelados conhecidos como Nuvem de Oort. Nomeada em homenagem ao astrônomo holandês Jan Oort, acredita-se que essa nuvem seja a origem de cometas de longo prazo. No entanto, até o momento, nenhuma evidência direta foi fornecida para confirmar a existência da Nuvem de Oort.
Isso se deve ao fato de que a Nuvem de Oort é muito difícil de observar, estando bem longe do Sol e dispersa por uma região muito grande do espaço. No entanto, em um estudo recente, uma equipe de astrofísicos da Universidade da Pensilvânia propôs uma idéia radical. Usando mapas do Cosmic Microwave Background (CMB) criado pelo Planck missão e outros telescópios, eles acreditam que as nuvens de Oort ao redor de outras estrelas podem ser detectadas.
O estudo - “Sondando nuvens de Oort em torno de estrelas da Via Láctea com pesquisas da CMB”, que apareceu recentemente on-line - foi liderado por Eric J Baxter, pesquisador de pós-doutorado do Departamento de Física e Astronomia da Universidade da Pensilvânia. Ele se juntou aos professores da Pensilvânia Cullen H. Blake e Bhuvnesh Jain (mentor principal de Baxter).
Para recapitular, a Nuvem de Oort é uma região hipotética do espaço que se estende de 2.000 a 5.000 UA (0,03 e 0,08 ly) até 50.000 AU (0,79 ly) do Sol - embora algumas estimativas indiquem que ela pode atingir até 100.000 a 200.000 UA (1,58 e 3,16 ly). Como o Cinturão de Kuiper e o Disco Disperso, a Nuvem de Oort é um reservatório de objetos trans-netunianos, embora esteja milhares de vezes mais distante do nosso Sol do que os outros dois.
Acredita-se que esta nuvem tenha se originado de uma população de corpos pequenos e gelados a 50 UA do Sol que estavam presentes quando o Sistema Solar ainda era jovem. Com o tempo, teoriza-se que perturbações orbitais causadas pelos planetas gigantes fizeram com que os objetos com órbitas altamente estáveis formassem o Cinturão de Kuiper ao longo do plano eclíptico, enquanto aqueles com órbitas mais excêntricas e distantes formavam a Nuvem de Oort.
De acordo com Baxter e seus colegas, porque a existência da Nuvem de Oort desempenhou um papel importante na formação do Sistema Solar, é lógico supor que outros sistemas estelares tenham suas próprias Nuvens de Oort - que eles chamam de exo-Oort Nuvens (EXOCs). Como o Dr. Baxter explicou à Space Magazine por e-mail:
“Um dos mecanismos propostos para a formação da nuvem de Oort em torno do Sol é que alguns dos objetos no disco protoplanetário do nosso sistema solar foram ejetados em órbitas elípticas muito grandes por meio de interações com os planetas gigantes. As órbitas desses objetos foram então afetadas pelas estrelas próximas e pelas marés galácticas, fazendo com que elas se afastassem das órbitas restritas ao plano do sistema solar e formassem a agora esférica nuvem de Oort. Você pode imaginar que um processo semelhante poderia ocorrer em torno de outra estrela com planetas gigantes, e sabemos que existem muitas estrelas por aí que possuem planetas gigantes. ”
Como Baxter e seus colegas indicaram em seu estudo, a detecção de EXOCs é difícil, principalmente pelas mesmas razões pelas quais não há evidências diretas da nuvem de Oort do sistema solar. Por um lado, não há muito material na nuvem, com estimativas variando de algumas a vinte vezes a massa da Terra. Segundo, esses objetos estão muito distantes do nosso Sol, o que significa que eles não refletem muita luz ou têm fortes emissões térmicas.
Por esse motivo, Baxter e sua equipe recomendaram o uso de mapas do céu nos comprimentos de onda milímetro e submilimétrico para procurar sinais de nuvens de Oort em torno de outras estrelas. Esses mapas já existem, graças a missões como a Planck telescópio que mapeou o Cosmic Microwave Background (CMB). Como a Baxter indicou:
“No nosso artigo, usamos mapas do céu a 545 GHz e 857 GHz que foram gerados a partir de observações do satélite Planck. Planck foi basicamente projetado * apenas * para mapear o CMB; o fato de podermos usar esse telescópio para estudar nuvens exo-Oort e potencialmente processos conectados à formação de planetas é bastante surpreendente! ”
Essa é uma idéia bastante revolucionária, pois a detecção de EXOCs não fazia parte do objetivo pretendido do Planck missão. Ao mapear o CMB, que é a "radiação de relíquia" que restou do Big Bang, os astrônomos procuraram aprender mais sobre como o Universo evoluiu desde o início do Universo - cerca de. 378.000 anos após o Big Bang. No entanto, o estudo deles baseia-se em trabalhos anteriores liderados por Alan Stern (o principal investigador do Novos horizontes missão).
Em 1991, juntamente com John Stocke (da Universidade do Colorado, Boulder) e Paul Weissmann (do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA), Stern conduziu um estudo intitulado "Uma busca do IRAS por nuvens extra-solares de Oort". Neste estudo, eles sugeriram o uso de dados do Satélite Astronômico Infravermelho (IRAS) com o objetivo de procurar EXOCs. No entanto, enquanto este estudo se concentrou em certos comprimentos de onda e em 17 sistemas estelares, Baxter e sua equipe confiaram nos dados de dezenas de milhares de sistemas e em uma maior variedade de comprimentos de onda.
Outros telescópios atuais e futuros que Baxter e sua equipe acreditam que poderiam ser úteis nesse sentido incluem o Telescópio do Polo Sul, localizado na Estação do Polo Sul Amundsen-Scott na Antártica; o Telescópio de Cosmologia de Atacama e o Observatório Simons no Chile; o telescópio submilímetro de grande abertura a bordo (BLAST) na Antártida; o Telescópio Green Bank em West Virgina e outros.
“Além disso, o Gaia O satélite recentemente mapeou com muita precisão as posições e distâncias das estrelas em nossa galáxia ”, acrescentou Baxter. “Isso torna a escolha de alvos para pesquisas na nuvem exo-Oort relativamente simples. Usamos uma combinação de Gaia e Planck dados em nossa análise. "
Para testar sua teoria, Baxter e sua equipe construíram uma série de modelos para a emissão térmica de nuvens exo-Oort. "Esses modelos sugeriram que a detecção de nuvens exo-Oort em torno de estrelas próximas (ou pelo menos colocando limites em suas propriedades) era viável, dados os telescópios e as observações existentes", disse ele. “Em particular, os modelos sugeriram que os dados do Planck potencialmente, o satélite pode chegar perto de detectar uma nuvem exo-Oort como a nossa em torno de uma estrela próxima ”.
Além disso, Baxter e sua equipe também detectaram um sinal de algumas das estrelas que eles consideraram em seu estudo - especificamente nos sistemas Vega e Formalhaut. Usando esses dados, eles foram capazes de restringir a possível existência de EXOCs a uma distância de 10.000 a 100.000 UAs dessas estrelas, o que coincide aproximadamente com a distância entre o Sol e a Nuvem de Oort.
No entanto, pesquisas adicionais serão necessárias antes da existência de qualquer um dos EXOCs. Essas pesquisas provavelmente envolverão a Telescópio Espacial James Webb, que está programado para ser lançado em 2021. Enquanto isso, este estudo tem implicações bastante significativas para os astrônomos, e não apenas porque envolve o uso de mapas CMB existentes para estudos extra-solares. Como Baxter colocou:
“Apenas detectar uma nuvem exo-Oort seria realmente interessante, pois, como mencionei acima, não temos nenhuma evidência direta da existência de nossa própria nuvem de Oort. Se você detectasse uma nuvem exo-Oort, ela poderia, em princípio, fornecer informações sobre processos conectados à formação de planetas e à evolução de discos protoplanetários. Por exemplo, imagine que apenas detectamos nuvens exo-Oort em torno de estrelas que possuem planetas gigantes. Isso forneceria evidências bastante convincentes de que a formação de uma nuvem de Oort está conectada a planetas gigantes, conforme sugerido pelas teorias populares sobre a formação de nossa própria nuvem de Oort. ”
À medida que nosso conhecimento do Universo se expande, os cientistas se tornam cada vez mais interessados no que nosso Sistema Solar tem em comum com outros sistemas estelares. Por sua vez, isso nos ajuda a aprender mais sobre a formação e evolução de nosso próprio sistema. Ele também fornece dicas possíveis de como o Universo mudou ao longo do tempo e talvez até onde a vida poderia ser encontrada algum dia.
