Oxigénio descoberto no cometa desafia teorias da formação do Sistema Solar

A sonda espacial Rosetta detectou oxigénio molecular (O2) a ser libertado pelo cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, que ela orbita desde Agosto do ano passado.
A observação é surpreendente e totalmente inesperada, sugerindo que o oxigénio foi incorporado no cometa durante a sua formação.
O oxigénio é o terceiro elemento mais abundante do Universo, mas a versão molecular mais simples do gás, o O2, é muito difícil de ser encontrada isoladamente, mesmo em nuvens de formação de estrelas, porque ele é altamente reactivo, tendendo a se juntar a outros átomos e moléculas.
Por exemplo, os átomos de oxigénio podem combinar-se com átomos de hidrogénio em grãos de poeira finos para formar água, ou um átomo de oxigénio pode separar-se da molécula pela acção da radiação ultravioleta, recombinando-se com outra molécula para formar ozónio (O3).


Apesar de já ter sido detectado nas luas geladas de Júpiter e Saturno, o O2 ainda não fazia parte das espécies voláteis até agora associadas aos cometas.
A sonda Rosetta já detectou uma abundância de diferentes gases saindo do núcleo do 67P, incluindo monóxido de carbono e dióxido de carbono, os mais abundantes, além de uma grande variedade de outras substâncias ricas em nitrogénio, enxofre ou carbono, e até gases nobres.
A quantidade de oxigénio molecular detectado mostra uma forte relação com a quantidade de água libertada pelo cometa, sugerindo que a origem e o mecanismo de libertação dos dois estão relacionados.
Ao contrário, a quantidade de O2 detectada mostra pouca relação com o monóxido de carbono e com o nitrogénio molecular, apesar de terem uma volatilidade semelhante ao O2.
Além disso, não foi detectado ozónio.
"Não esperávamos detectar O2 no cometa - e em tamanha abundância - porque ele é quimicamente muito reactivo, por isso foi uma grande surpresa," comentou Kathrin Altwegg, da Universidade de Berna, na Suíça, e pesquisadora principal do instrumento ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis), que vem detectando o "cheiro" do cometa desde o início da missão.
"Foi também uma surpresa porque não há muitos exemplos de detecção de O2 interestelar.
Assim, apesar de este ter sido incorporado no cometa durante a sua formação, isto não é facilmente explicável pelos actuais modelos de formação do Sistema Solar," completou.


A equipa avançou com várias possibilidades para explicar a presença e a abundância de O2 no cometa.
Um dos cenários foi que o O2 gasoso teria primeiro sido incorporado no gelo de água, na fase da nebulosa protossolar do nosso Sistema Solar.
Os modelos químicos dos discos protoplanetários preveem que grandes quantidades de O2 gasoso poderiam estar disponíveis na zona de formação de cometas, mas seria necessário que ocorresse um rápido arrefecimento, com temperaturas acima dos -173ºC para menos de -243ºC, para que se formasse água gelada, com o O2 preso em grãos de poeira.
Os grãos teriam depois de ter sido incorporados no cometa sem que a sua composição fosse alterada.
Outra possibilidade inclui a formação do Sistema Solar numa parte estranhamente quente de uma densa nuvem molecular, a temperaturas 10-20ºC acima dos típicos -263ºC esperados para este género de nuvens, diz Ewine van Dishoeck, do Observatório de Leiden, na Holanda.
Isto continua a ser consistente com as estimativas para a formação do cometa na nebulosa solar exterior, e ainda com descobertas anteriores feitas no cometa, referentes à baixa quantidade de N2.
Outra hipótese é, a radiólise - dissociação de moléculas por radiação - dos grãos de gelo, que poderia ter acontecido antes da criação do cometa, formando um corpo maior.
Neste caso, o O[SUB]2[/SUB] permaneceria preso nos espaços livres do gelo nos grãos enquanto o hidrogénio escapava, o que evitaria a formação de mais água, e resultaria num aumento do nível de O[SUB]2[/SUB] no gelo sólido.
A incorporação destes grãos de gelo no núcleo poderia explicar a forte correlação com o H[SUB]2[/SUB]O observado no cometa.
"Independentemente da forma como ocorreu, o O[SUB]2[/SUB] também foi de alguma forma protegido durante a fase da criação do cometa.
Isto deve ter acontecido de forma suave, evitando que o O[SUB]2[/SUB] fosse destruído por reacções químicas posteriores," acrescentou Kathrin Altwegg.
"Este é um resultado intrigante, para quem estuda os cometas, mas também para a restante comunidade [astronómica e astrofísica], com possíveis implicações para o nosso modelo de evolução do Sistema Solar," disse Matt Taylor, cientista da Agência Espacial Europeia (ESA) para a Rosetta.