Realizado no âmbito do projeto de pesquisa “Dinâmica orbital de pequenos objetos”, apoiado pela FAPESP, o modelo foi descrito em um artigo publicado no The Astrophysical Journal, da Sociedade Americana de Astronomia, e apresentado nesta segunda-feira (24/02) no UK-Brazil-Chile Frontiers of Science.

Organizado pela Royal Society, do Reino Unido, em conjunto com a FAPESP e as Academias Brasileira e Chilena de Ciências, o evento ocorre até quarta-feira (26/02) em uma propriedade da Royal Society em Chicheley, vilarejo do condado de Buckinghamshire, no sul da Inglaterra. E tem como objetivo fomentar a colaboração científica e interdisciplinar entre jovens pesquisadores brasileiros, chilenos e do Reino Unido em áreas de fronteira do conhecimento.

“Desenvolvemos um modelo em que analisamos todas as possíveis fontes espaciais de água e estipulamos qual seria a provável contribuição de cada uma delas na quantidade total de água existente hoje na Terra”, disse à Agência FAPESP Othon Cabo Winter, pesquisador do Grupo de Dinâmica Orbital & Planetologia da Unesp de Guaratinguetá e coordenador do estudo.

De acordo com Winter, até recentemente se acreditava que os cometas, ao colidir com a Terra durante a formação do Sistema Solar, haviam trazido a maior parte da água existente hoje no planeta.

Simulações computacionais da quantidade de água que esses objetos celestes compostos de gelo podem ter fornecido para a Terra – baseadas em medições da quantidade de deutério (o hidrogênio mais pesado) da água deles – revelaram, no entanto, que os cometas não foram as maiores fontes. E que eles não poderiam ter contribuído com uma fração tão significativa de água para o planeta como se estimava, explicou Winter.

“Pelas simulações, a contribuição dos cometas no fornecimento de água para a Terra seria de, no máximo, 30%”, disse o pesquisador. “Mais do que isso é pouco provável”, afirmou Winter.

No início dos anos 2000, segundo o pesquisador, foram publicados estudos internacionais que sugeriram que, além dos cometas, outros objetos planetesimais (que deram origem aos planetas), como asteroides carbonáceos – o tipo mais abundante de asteroides no Sistema Solar –, também poderiam ter água e fornecê-la para a Terra por meio da interação com planetas e embriões planetários durante a formação do Sistema Solar.

A hipótese foi confirmada nos últimos anos por observações de asteroides feitas a partir da Terra e de meteoritos (pedaços de asteroides) que entraram na atmosfera terrestre.

Outras possíveis fontes de água da Terra, também propostas nos últimos anos, são grãos de silicato (poeira) da nebulosa solar (nuvem de gás e poeira do cosmos relacionada diretamente com a origem do Sistema Solar), que encapsularam moléculas de água durante o estágio inicial de formação do Sistema Solar.

Essa “nova” fonte, no entanto, ainda não tinha sido validada e incluída nos modelos de distribuição de água por meio de corpos celestes primordiais, como os asteroides e os cometas.

“Incluímos esses grãos de silicato da nebulosa solar, com os cometas e asteroides, no modelo que desenvolvemos e avaliamos qual a contribuição de cada uma dessas fontes para a quantidade de água que chegou à Terra”, detalhou Winter.

Simulações computacionais

Segundo Winter, a água de cada uma dessas possíveis fontes para a Terra possui uma quantidade diferente de deutério – que pode ser utilizado como um indicador de origem da água.

O pesquisador e seus colaboradores conseguiram estimar a contribuição de cada um desses objetos celestes com base nesse “certificado de origem” da água encontrada na Terra, por meio de simulações computacionais. Além disso, conseguiram determinar qual o volume de água que cada uma dessas fontes forneceu e em que momento fizeram isso durante a formação do planeta terrestre, uma vez que a contribuição de cada uma delas foi feita em períodos diferentes.

“A maior parte veio dos asteroides, que deram uma contribuição de mais de 50%. Uma pequena parcela veio da nebulosa solar, com 20% de participação, e os 30% restantes dos cometas”, detalhou Winter.

Os resultados das simulações feitas pelos pesquisadores também indicaram que grandes planetas, com grandes quantidades de água, como a Terra, podem ter sido formados entre 0,5 e 1,5 unidade astronômica – entre 75 milhões e 225 milhões de quilômetros de distância do Sol.

“Essa faixa de distância do Sol, que nós chamamos de ‘zona habitável’, permite ter água no estado líquido”, disse Winter. “Fora dessa região é muito frio e a água ficaria congelada. Já mais próximo do Sol é muito quente e a água seria vaporizada”, explicou.

As simulações também sugeriram que o modelo desenvolvido parece mais eficiente para determinar a quantidade e o momento da entrega de água para a Terra por esses corpos planetários do que modelos que indicam que a água foi transferida meramente por meio de meras colisões entre corpos celestes em início de formação (protoplanetários), afirmou Winter.

“As informações parciais da possível contribuição de cada uma dessas fontes já existiam. Mas, até então, não tinham sido reunidas em um único modelo e não havia sido determinado quando e quanto contribuíram para a formação da massa de água na Terra”, disse.

Importância de corpos menores

Winter destacou em sua palestra na Inglaterra a importância da exploração de corpos menores, como asteroides e cometas, pelas missões espaciais. A última missão espacial para a exploração de asteroides, realizada pela agência espacial japonesa (Jaxa, na sigla em inglês) com a sonda Hayabusa para tirar amostras do asteroide Itokawa, resultou em diversos artigos em revistas como a Science e a Nature.

O país oriental planeja lançar este ano a sonda espacial Hayabusa-2, para extrair amostras do subsolo do asteroide “1999JU3” em 2018 e trazê-las para a Terra em 2020.

Por sua vez a agência espacial europeia (ESA) mantém no espaço a sonda Rosetta, que deve ser o primeiro objeto a pousar em um cometa, o 67P/Churyumov-Gerasimenko. E a Nasa também pretende realizar uma missão para captura de asteroide próximo da Terra.

Já o Brasil pretende desenvolver e lançar em 2017 a sonda espacial Áster, para orbitar em 2019 um asteroide triplo, o 2001-SN263, formado por um objeto central, com 2,8 quilômetros de diâmetro, e outros dois menores com 1,1 quilômetro e 400 metros de diâmetro.

“Nunca foi realizada uma missão para um sistema de asteroides desse tipo”, disse Winter. “Todas as missões foram feitas para observar um único asteroide”, afirmou.

Ao explorar asteroides e cometas, em missões como essas, é possível explicar melhor as condições de formação da Terra e a aparição da vida no planeta, explicou o pesquisador.

“Como são corpos celestes primordiais, os cometas e os asteroidespreservam informações sobre como era o Sistema Solar durante seu estágio de formação”, disse Winter.

Um dos desafios para disponibilizar esses preciosos materiais geológicos para estudos científicos, contudo, é não apenas coletar, mas realizar uma curadoria cuidadosa das amostras, assegurando a gravação e o arquivamento de diversas informações relacionados a cada uma das espécimes, tais como as circunstâncias nas quais foram coletadas e os resultados de análises, destacou Caroline Smith, curadora da coleção de meteoritos do Museu de História Natural de Londres, na palestra que proferiu após Winter.

De acordo com Smith, os meteoritos começaram a ser estudados cientificamente no final do século XVIII por cientistas como o físico alemão Ernest Chladni (1756-1827).

O Museu Britânico começou a sua coleção de meteoritos 50 anos após ser fundado, em 1753, contou Smith.

Desde então, com as amostras colhidas por missões realizadas por agências espaciais de diversos países, as coleções de instituições, como a do Museu de História Natural de Londres, têm se expandido muito rapidamente.

“Em 1961 havia, aproximadamente, 2.100 meteoritos conhecidos, dos quais 40% possuíam o registro do momento e do lugar onde caíram”, disse Smith. “Em contrapartida, hoje, há 48 mil meteoritos conhecidos e apenas 2,4% têm o registro da queda”, contou Smith.

O número cada vez maior de amostras de meteoritos coletadas e os estudos científicos realizados a partir deles têm imposto grandes desafios às equipes de curadoria desses objetos dos museus, avaliou a pesquisadora.

“Alguns dos nossos atuais dilemas é manter o acesso à coleção e, ao mesmo tempo, preservar os meteoritos para as futuras gerações”, afirmou.

O artigo A compound model for the origin of Earths’s water (doi:10.1088/0004-637X/767/1/54), de Winter e outros, pode ser lido no The Astrophysical Journal em iopscience.iop.org/0004-637X/767/1/54/article.

Fonte: Fapesp