A Astrobiologia e o Cinturão de Kuiper

Vamos olhar hoje algumas novidades trazidas pela equipe da New Horizons. É importante lembrar que esta nave espacial, após completar sua passagem pelo sistema Plutão/Caronte em 2015, estará se movendo cada vez mais além, para explorar as profundezas do Cinturão de Kuiper. Assim, a equipe de planejamento desta missão tem a esperança que vai haver oportunidade para um estudo atento de um ou mais KBOs (Kuiper Belt Objects) no futuro.

Imagem: Este modelo em corte mostra as camadas e o criovulcanismo em um típico KBO (um objeto do cinturão de Kuiper), a saber: ‘Thin blackened crust layer’ (camada enegrecida e fina da crosta), ‘Less processed red shelf layer of organic material’ (prateleira de material orgânico preservado), ‘Blue-white mantle of water ice’ (manto de água congelada azul-claro), ‘Rocky core’ (núcleo rochoso) e ‘Croyovolcanos may shoot ice up to the surface’ (Criovulcões podem ejetar gelo até a superfície). Créditos: NASA/Conceptual Image Lab/Tyler Chase.

Recentemente, o astrônomo Scott Sheppard (Carnegie Institution of Washington) anunciou que foi detectado o primeiro asteróide na zona dos objetos troianos de Netuno (que orbitam o Sol no ponto de Lagrange L5 do sistema Netuno X Sol), uma área onde a New Horizons vai passar através antes de chegar ao planeta anão binário Plutão / Caronte.

Embora este novo asteróide, denominado 2008 LC18, não esteja propriamente na área de alcance para permitir um vôo rasante pela New Horizons, o coordenador da missão Alan Stern salientou sua importância em um relatório recente no site desta missão: “… a descoberta mostra que nos próximos 3 anos existe a possibilidade de se descobrir novos objetos troianos de Netuno, potencialmente no caminho da New Horizons, os quais poderão se tornar alvos de estudos pela New Horizons.” Isso nos poderá nos dar uma interessante extensão da missão New Horizons, para tirar proveito dos complexos instrumentos instalados a bordo para explorar o sistema solar exterior. A maior aproximação de Plutão ocorrerá dentro de aproximadamente 1.709 dias.

Trajetoria da New Horizons 17 outubro 2010

Em 17 de outubro de 2010 a New Horizons atingiu a metade do seu caminho na direção de Plutão. Crédito: New Horizons – NASA’s Pluto Kuiper Belt Mission

As cores de um KBO

Até agora fomos capazes de capturar imagens de cerca de 1.000 objetos no Cinturão de Kuiper e é interessante notar que eles se apresentam em uma diversidade de cores. Os trabalhos no GSFC (Goddard Space Flight Center) da NASA em Greenbelt, Maryland, agora oferecem um modelo de computador que nos disse como os corpos gelados adquiririam as tonalidades que observamos, em vermelho, azul ou branco. O modelo é baseado na radiação incidente e seus efeitos sobre as diferentes camadas de um KBO.

Processos ativos profundos no sistema exterior

Os objetos do Cinturão de Kuiper são notoriamente fascinantes, ainda mais se considerarmos eventuais interesses astrobiológicos. Éris, por exemplo, tem uma superfície brilhante e gelada. De acordo com o modelo do GSFC (Goddard Space Flight Center), as camadas subsuperficiais mais profundas de água congelada relativamente pura poderiam entrar em erupção para formar novas camadas exteriores em KBOs, respondendo assim pelo brilho de Éris. O potencial para a existência de processos ativos no interior de um KBO é intrigante, as possibilidades exobiológicas foram discutidas por Joel Poncy na conferência do ano passado em Aosta. Poncy e sua equipe (Thales Alenia Space) estavam debatendo os prós e contras da viabilidade de se criar uma missão orbital rápida para estudar o planeta anão Haumea, que, como Éris, é altamente reflexivo (possui elevado albedo) e, possivelmente, deve estar coberto de água congelada.

Poncy, falando sobre Astrobiologia, defendia o ponto de vista que se você estiver indo para estudar KBOs, Haumea não seria um lugar recomendável para esta empreitada, porque sua forma incomum (um elipsóide achatado) provavelmente deriva de uma grande colisão. Assim, tal evento em Haumea talvez tenha interrompido os processos interiores que nós queremos estudar. Mas, temos agora vários objetos catalogados com diâmetros acima de 500 quilômetros além da órbita de Netuno, e nós, sem dúvida, iremos encontrar outras centenas de KBOs nos próximos anos. Alguns KBOs menores, como o 2002 TX300, são também, possivelmente, resultados da mesma violenta colisão que produziu Haumea. O KBO 2002 TX300 é um corpo altamente reflexivo, o gelo que o recobre é evidentemente fresco e de alguma forma sua superfície é renovada periodicamente. Sabemos que as chances de encontrarmos vida dentro de um KBO são fracas, mas estes objetos intrigantes poderiam nos ensinar algo sobre a química primordial da vida.

Explicando como as cores surgem

Vamos voltar a falar do trabalho do GSFC (Goddard Space Flight Center). As cores dos objetos do Cinturão de Kuiper parecem estar relacionadas aos diferentes tamanhos e órbitas que temos observado desde 1992, quando o primeiro KBO foi descoberto (1992 QB1). John Cooper, um físico do GSFC, explica sobre a diversidade dos KBOs:

“Há um grupo chamado de corpos chamados de “Objetos Frios Clássicos” os quais se movem em órbitas relativamente circulares e estão praticamente alinhados no mesmo plano que as órbitas dos outros planetas. Estes “Objetos Frios Clássicos” são todos consistentemente avermelhados. Outros objetos, cujas cores podem variar do vermelho para o azul e a seguir para o branco, tendem a se mover em órbitas elípticas ou bem mais inclinadas, o que sugere que eles vieram de um local diferente dentro do sistema solar no início de sua história. Assim, é possível que o vermelho uniforme que recobre os “Objetos Frios Clássicos” represente uma amostra mais pura, demonstrando a composição original do Cinturão de Kuiper, com mínimas perturbações.”

O trabalho de Cooper nos disse que a radiação deveria afetar objetos diferentes de formas diferentes, dependendo de sua localização no Sistema Solar. Assim, os “Objetos Frios Clássicos” teriam se formado em uma área onde íons de plasma do vento solar não atuavam tão intensamente e não tinham a capacidade suficiente para escurecer a superfície mais externa do KBO’s. Ao contrário disto, os íons do plasma podem ter funcionado como “jatos de areia” removendo a camada superior para expor a camada imediatamente abaixo. Erosão posterior teria sido produzida pelos grãos de poeira provenientes das colisões de corpos no cinturão de Kuiper. Dado o tempo suficiente, as reações químicas simples de produção de moléculas orgânicas, favorecidas pelo processo de “cozimento” catalisado pela radiação do espaço interestelar, poderiam produzir a cor vermelha que vemos em muitos KBOs.

Gelo e moléculas complexas

Os objetos brancos do Cinturão de Kuiper também se encaixam dentro do modelo de camadas de Cooper, que assume a presença água congelada em uma camada profunda do manto, que pode irromper em erupção na superfície gelada e deixar manchas brilhantes na superfície do KBO. “Desta forma, estes não podem ser considerados como objetos mortos gelados”, disse Cooper, “eles podem ter tido atividade vulcânica ao longo de bilhões de anos.” A passagem da New Horizons por esta região será muito útil e poderá produzir melhores observações de superfície não apenas de Plutão e Caronte, mas também de KBOs que vão nos ajudar a confirmar o quais materiais estão presentes. Além disso, as leituras da distribuição da energia e contagem de partículas pode confirmar os elementos necessários para tornar o modelo de Cooper se tornar funcional.

E sobre a astrobiologia potencialmente presente Cinturão de Kuiper?

“Quando você toma uma mistura correta de materiais e os irradia, você pode produzir espécie de moléculas mais complexas”, disse Cooper. “Em alguns casos, você pode até ser capaz de produzir os componentes da vida, não apenas materiais orgânicos, mas as moléculas biológicas, tais como os aminoácidos. Não estamos disseendo que a vida foi efetivamente produzida lá no Cinturão de Kuiper, mas a química orgânica básica pode até ter começado por lá, assim como processos químicos também podem surgir em ambientes semelhantes aos do Cinturão de Kuiper em outros lugares do Universo. Isto é um caminho natural que poderia levar na direção da evolução química da vida.”