p Usando o satélite infravermelho AKARI, uma equipe de pesquisa japonesa detectou a existência de água na forma de minerais hidratados em vários asteróides pela primeira vez. Esta descoberta contribuirá para a compreensão da distribuição da água no sistema solar, a evolução dos asteróides, e a origem da água na Terra. p As descobertas foram feitas pela equipe liderada pelo Professor Assistente do Projeto Fumihiko Usui (Escola de Graduação em Ciências, Kobe University), Pesquisador Associado Sênior Sunao Hasegawa, Pesquisador Associado do Projeto Aeroespacial Takafumi Ootsubo (Instituto de Ciência Espacial e Astronáutica, Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial), e o Professor Emérito Takashi Onaka (Escola de Graduação em Ciências, Universidade de Tóquio). Os resultados foram publicados em 17 de dezembro na edição online de Acesso Avançado de Publicações da Sociedade Astronômica do Japão .

p A Terra é um planeta água, e é o único planeta do sistema solar onde a presença de água na superfície do planeta foi confirmada. Estamos, Contudo, ainda não tenho certeza de como a Terra adquiriu água. Estudos recentes têm mostrado que outros corpos celestes do sistema solar têm, ou costumava ter, água de alguma forma. Os asteróides estão entre os candidatos que trouxeram água para a Terra. Observe que a água líquida não está fluindo na superfície dos asteróides, mas a água é retida nos asteróides como minerais hidratados produzidos por reações químicas da água e rochas anidras. Essas reações ocorreram dentro dos asteróides em um processo de alteração aquosa. Os minerais hidratados são estáveis ​​mesmo acima da temperatura de sublimação do gelo de água. Assim, procurando por minerais hidratados, podemos investigar se os asteróides têm água.

p Os comprimentos de onda infravermelhos contêm características espectrais características de várias substâncias, incluindo moléculas, gelo e minerais, que não pode ser observada em comprimentos de onda visíveis. Portanto, é necessário observar em comprimentos de onda infravermelhos para o estudo de objetos do sistema solar. Os minerais hidratados apresentam características de absorção diagnóstica em torno de 2,7 micrômetros. A absorção de vapor d'água e dióxido de carbono na atmosfera terrestre nos impede de observar esse comprimento de onda com telescópios terrestres. Portanto, é necessário fazer observações de fora da atmosfera, no espaço. Contudo, houve poucas observações com telescópios espaciais; o Observatório Espacial Infravermelho (ISO), lançado em 1995, não teve uma sensibilidade suficiente para fazer espectroscopia de asteróides fracos e do Telescópio Espacial Spitzer, lançado em 2003, não tinha uma cobertura desta faixa de comprimento de onda. Por esta razão, não foi totalmente compreendido quanta água está contida nos asteróides.

p O satélite infravermelho japonês AKARI, lançado em fevereiro de 2006, foi equipado com a câmera infravermelha (IRC) que permitiu aos pesquisadores obter espectros em comprimentos de onda do infravermelho próximo de dois a cinco micrômetros. Usando esta função única, as observações espectroscópicas de 66 asteróides (figura 1) foram realizadas e seus espectros no infravermelho próximo foram obtidos. Isso fornece a primeira oportunidade de estudar as características dos minerais hidratados nos asteróides em torno do comprimento de onda de 2,7 micrômetros.

p As observações detectaram absorção, que foi atribuído a minerais hidratados para asteróides do tipo 17 C (figura 2). Asteróides do tipo C, que aparecem escuros em comprimentos de onda visíveis, eram considerados ricos em água e material orgânico, mas as observações atuais com AKARI são as primeiras a confirmar a presença de minerais hidratados nesses asteróides. A força de absorção detectada em cerca de 2,7 micrômetros varia para cada asteróide, e alguns mostram características de absorção de outras substâncias, como gelo de água e material rico em amônia em cerca de 3,1 micrômetros.

p Ao examinar os asteróides do tipo C em mais detalhes, a equipe de pesquisa descobriu uma relação clara entre o comprimento de onda da absorção mais profunda e a profundidade da absorção para o recurso de 2,7 micrômetros (figura 3). Isso mostra uma tendência observada no processo em que os minerais hidratados estão sendo aquecidos e perdendo água gradativamente. A energia de aquecimento pode ser fornecida pelo plasma eólico solar, impactos de micrometeoritos, ou a decomposição do calor dos isótopos radioativos nas rochas. Esta tendência foi prevista por medições de meteoritos, mas esta é a primeira vez que foi confirmada em asteróides. Muitos asteróides do tipo C exibem essa tendência, sugerindo que asteróides do tipo C foram formados pela aglomeração de rochas e gelo de água, então, a alteração aquosa ocorreu no interior dos asteróides para formar minerais hidratados, e finalmente os asteróides do tipo C foram aquecidos e desidratados.

p Por outro lado, asteroides rochosos do tipo S foram considerados como não contendo água, ao contrário dos asteróides do tipo C. No presente estudo, minerais hidratados não foram detectados na maioria dos tipos S, mas foi descoberto recentemente que existem casos excepcionais de alguns asteróides que mostram leves sinais de minerais hidratados. Os sinais de água encontrados em tais asteróides do tipo S provavelmente não foram gerados pela alteração aquosa como nos tipos C, mas foram produzidos por colisões de outros asteróides hidratados, isso é, é a origem exógena que deu origem aos minerais hidratados. Ocasionalmente ocorrem colisões de asteróides. No estágio inicial da formação do sistema solar, vários corpos pequenos, incluindo asteróides, eram maiores do que atualmente, e eventos de colisão devem ter sido mais frequentes. Pelo fato de que a Terra teria sofrido colisões com muitos asteróides, imagina-se que pelo menos alguma quantidade de água na Terra foi trazida de asteróides por tais colisões.

p Este estudo confirmou a presença de água nos asteróides. Os espectros dos asteróides observados mostram padrões comuns. O tamanho e a distância do sol podem ser considerados fatores importantes nas diferenças entre os espectros. Para entender completamente os padrões observados, é necessário acumular observações de mais asteróides, bem como comparar os resultados com a medição de meteoritos coletados na Terra. Dr. Usui diz, "Resolvendo este quebra-cabeça, podemos dar um passo significativo para identificar a origem da água da Terra e desvendar o segredo de como a vida começou na Terra. "

p AKARI concluiu sua operação em novembro de 2011. Para a próxima oportunidade de realizar espectroscopia em comprimento de onda de 2,7 micrômetros com um telescópio espacial, pesquisadores terão que esperar até o lançamento do Telescópio Espacial James Webb pela NASA, agendada para 2021.

p Atualmente, o explorador de asteróides japonês Hayabusa2 e o americano OSIRIS-REx estão pesquisando os asteróides Ryugu e Bennu, respectivamente. Cada explorador tem a capacidade de fazer medições na faixa de 2,7 micrômetros para procurar a assinatura da água. As observações in situ de asteróides com espaçonaves podem fornecer informações detalhadas sobre crateras e topografia, aspectos que telescópios terrestres e em órbita terrestre não podem revelar. Os presentes resultados aumentam significativamente os valores científicos dos dados obtidos pelos exploradores e compreendem as propriedades dos asteróides Ryugu e Bennu em detalhes.