Cometa interestelar 3I/ATLAS tem gelo parecido com o dos mundos além de Netuno

O gelo expelido pelo cometa interestelar 3I/ATLAS não se parece com o gelo dos cometas que conhecemos. Espectros do Telescópio Espacial James Webb mostram um forte sinal de gelo de água, enquanto dois de seus sinais acompanhantes habituais praticamente desaparecem, e esse padrão corresponde ao de alguns mundos gelados que orbitam muito além de Netuno.

A correspondência importa porque o 3I/ATLAS nasceu em torno de outra estrela. Se seus grãos de gelo compartilham sua forma com o material preservado na borda do nosso próprio sistema solar, os ingredientes brutos dos planetas podem sair dos discos de formação planetária em um estado semelhante por toda a galáxia. Os autores apresentam isso como uma possibilidade a ser testada, e não como um resultado estabelecido.

A equipe, liderada por Silvia Protopapa, do Southwest Research Institute, no Texas, constatou que a coma do cometa, a nuvem de gás e poeira em torno de seu núcleo, é mais bem explicada por minúsculos grãos de gelo de água misturados à poeira. Cada grão tem cerca de um mícron de diâmetro ou menos, menos de um quinquagésimo da largura de um fio de cabelo humano.

“Cometas interestelares são pequenos corpos gelados que se formaram nos discos de gás e poeira ao redor de outras estrelas e agora estão passando pelo nosso sistema solar”, disse Protopapa. Apenas dois objetos desse tipo eram conhecidos antes deste: ‘Oumuamua, que não apresentou 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 próxima de 3 mícrons. Duas bandas mais fracas ficam próximas de 1,5 e 2,0 mícrons, e a maioria dos cometas gelados apresenta as três. No 3I/ATLAS, a banda de 3 mícrons é forte, reduzindo em 77% a luz refletida em seu ponto mais profundo na primeira observação do Webb e em 94% na última. As duas bandas mais curtas são muito fracas ou estão ausentes.

“Essa combinação era um enigma”, disse Protopapa. “A forte banda de 3 mícrons indica gelo de água na coma. Mas as bandas fracas ou ausentes em comprimentos de onda mais curtos sugerem que o gelo não está na forma que geralmente vemos nos cometas do sistema solar.”

A explicação está no caminho percorrido pela luz. As bandas fracas só aparecem quando a luz atravessa uma longa distância no gelo, assim como uma fina lâmina de vidro colorido parece quase transparente, enquanto um bloco espesso revela sua cor. Em grãos tão pequenos e tão empoeirados, a luz atravessa muito pouco gelo antes de se dispersar novamente para fora. As bandas fracas desaparecem, e a forte sobrevive.

Como o Webb leu o cometa três vezes

“Projetamos este programa para estar pronto no momento em que um cometa interestelar ativo fosse encontrado e para acompanhá-lo ao longo do tempo”, disse Martin Cordiner, do Goddard Space Flight Center da NASA e da Catholic University of America, investigador principal do programa.

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

Apenas a primeira e a terceira observações foram modeladas. A observação intermediária, feita mais perto do Sol, foi contaminada por vapor de água brilhante, moléculas orgânicas, átomos de níquel e poeira quente.

A equipe comparou os espectros com modelos de luz dispersada por grãos de diferentes tamanhos e composições. Grãos de gelo puro, e gelo misturado com carbono ou olivina, ou superestimavam as bandas fracas ou não conseguiam reproduzir a forte. O melhor ajuste foi o de gelo combinado com piroxênio, um mineral de silicato comum em rochas e meteoritos. Na última observação, quando o cometa se afastava do Sol, os dados também exigiram uma segunda população de grãos maiores, ricos em gelo e ainda com cerca de um mícron de tamanho, além de uma feição tênue próxima de 3,1 mícrons compatível com gelo cristalino.

Diferente dos nossos cometas, semelhante aos mundos além de Netuno

O tamanho dos grãos não é o que distingue o 3I/ATLAS. O cometa Hartley 2 libera 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 está na extremidade mais empoeirada dessa escala.

“Os grãos do 3I/ATLAS têm aproximadamente o mesmo tamanho dos encontrados em nossos próprios cometas”, disse Protopapa. “O que parece distingui-los é a quantidade de poeira misturada ao gelo.”

A surpresa veio dos objetos transnetunianos, corpos gelados que orbitam além de Netuno e que se acredita preservarem material do nascimento do sistema solar. Entre as classes espectrais definidas pelo levantamento DiSCo do Webb sobre os objetos de porte médio, a banda de 3 mícrons do 3I/ATLAS se parece mais com a classe rica em gelo de dióxido de carbono, e esses objetos também não apresentam bandas fortes de 1,5 e 2,0 mícrons. A semelhança está 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 colocamos ao lado de mundos gelados distantes do nosso próprio sistema solar, ele deixou de parecer deslocado.”

A comparação também funciona no sentido inverso. Para essas classes de objetos distantes, a queda em 3 mícrons havia sido atribuída principalmente a compostos orgânicos e metanol, porque as bandas mais fracas da água estavam ausentes. O cometa mostra que grãos empoeirados de gelo de água podem produzir sozinhos a mesma forma, portanto parte desse sinal pode ser, afinal, gelo de água.

O que um único cometa não pode resolver

O resultado se baseia em dados de laboratório. O modelo precisa de propriedades ópticas medidas do gelo de água, e dois conjuntos de dados padrão fornecem formatos de banda perceptivelmente diferentes. Os autores não podem afirmar se o gelo era cristalino nas duas observações ou se passou de uma forma desordenada, amorfa, para cristais, e pedem novas medições laboratoriais do gelo em diferentes temperaturas e fases.

A mudança entre as observações também tem duas explicações. “Ainda não conseguimos determinar se as mudanças ao longo do tempo são resultado de o Sol aquecer os grãos de forma diferente em cada observação, ou de novo material exposto à medida que a superfície do cometa erodia perto do Sol”, disse Michael Kelley, da University of Maryland, segundo autor do artigo.

Os grãos em uma coma também não são uma amostra direta do núcleo e podem ser fragmentos de aglomerados maiores. As superfícies dos objetos transnetunianos foram retrabalhadas por bilhões de anos pela radiação e por impactos, por isso os autores alertam contra interpretar a correspondência como prova de origens idênticas. Outras diferenças em sua química sugerem que o disco que formou o 3I/ATLAS não era uma cópia do nosso. Uma análise anterior, em vez disso, comparou o cometa com uma classe avermelhada de objetos distantes, rica em compostos orgânicos, portanto o campo ainda não chegou a um consenso.

Há ainda o tamanho da amostra. Trata-se de um cometa interestelar, observado três vezes.

Perguntas comuns sobre o 3I/ATLAS e seu gelo

O que é o 3I/ATLAS?

É o terceiro objeto confirmado a entrar em nosso sistema solar vindo do espaço interestelar e um verdadeiro cometa, com coma e caudas. Sua trajetória aberta e hiperbólica significa que ele nunca retornará. Em sua maior aproximação do Sol, passou entre as órbitas da Terra e de Marte e nunca chegou perto da Terra.

O 3I/ATLAS contém água?

Sim. O Webb detectou vapor de água e gelo de água em sua coma. Ele também é excepcionalmente 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 maiores proporções já medidas em um cometa.

O que são objetos transnetunianos?

São corpos gelados que orbitam o Sol além de Netuno, a mais de cerca de 30 vezes a distância entre a Terra e o Sol, uma população que inclui Plutão. Mantidos frios por bilhões de anos, eles preservam pistas sobre como os planetas se formaram.

Qual é a idade do 3I/ATLAS?

Ninguém sabe. A partir de sua velocidade e direção, um estudo estimou que ele tenha entre 7,6 e 14 bilhões de anos caso tenha vindo do disco espesso de estrelas antigas da Via Láctea, o que o tornaria mais velho que o sistema solar, de 4,6 bilhões de anos. Essa estimativa é estatística, não uma medição.

O que vem a seguir

O cometa foi descoberto em 1º de julho de 2025 pelo telescópio de levantamento ATLAS em Río Hurtado, no Chile. O Webb o observou em 6 de agosto de 2025, 22 de dezembro de 2025 e 1º de abril de 2026, a 3,3, 2,4 e 5,7 vezes a distância entre a Terra e o Sol em relação ao Sol. Sua maior aproximação do Sol ocorreu em 29 de outubro de 2025, a 1,36 vez essa distância. O artigo foi publicado no The Astrophysical Journal Letters em 26 de outubro de 2026, assinado por 15 pesquisadores 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. Espera-se que o Vera C. Rubin Observatory, cujo levantamento do céu de dez anos começou em junho de 2026, encontre mais deles. Amanhã completa-se um ano desde que o 3I/ATLAS contornou o Sol, e ele já está a caminho de sair novamente do sistema solar. O gelo que carrega 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

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