Asteroid 24 Themis

O asteroide 24 Themis, localizado a mais de 300 milhões de quilômetros da Terra, está coberto de gelo, informam cientistas em dois artigos na edição desta semana da revista Nature.

A descoberta é inesperada - qualquer água depositada sobre o asteroide deveria, em princípio, vaporizar-se em pouco tempo - mas dá sustentação à ideia de que os oceanos da Terra vieram do espaço.

Um dos autores do principal artigo a descrever a descoberta, Humberto Campins, da Universidade da Flórida Central, especula ainda que esses astros poderão se tornar importantes para o estudo da origem da vida.

"Asteroides e cometas podem ter trazido para a Terra os blocos constituintes para a vida formar-se e evoluir em nosso planeta", disse ele. "Embora as condições nos asteroides não sejam favoráveis para a vida, o estudo de asteroides primitivos como 'fertlizadores' pode se tornar uma área de interesse". Além de água, 24 Themis também carrega matéria orgânica.

A descoberta da água foi feita com base na análise da luz solar refletida por 24 Themis, um dos maiores asteroides do chamado cinturão principal, que fica entre Marte e Júpiter. Diferentes substâncias absorvem e refletem diferentes frequências de radiação, e a análise dos padrões de absorção, chamados espectros, permite identificar a composição de objetos distantes.

A astrônoma brasileira Thaís Mothé-Diniz, do Observatório do Valongo, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, participou da descoberta, comparando o espectro do asteroide ao de meteoritos e minerais, e também assina o artigo. Para ela, é difícil prever quando um trabalho vai acabar em uma revista de tanto prestígio quanto a Nature. "Realizamos nossa pesquisa. E então surge um resultado surpreendente que merece a publicação", explica Thaís.

Em 2006, a cientista brasileira iniciou sua colaboração com Campins. Thaís é especialista em famílias de asteroides e sabe aplicar a espectroscopia para investigar a composição desses corpos celestes. Ela conta que, a princípio, não esperava encontrar gelo no asteroide. A principal hipótese era silicato hidratado, um composto que não contém água mas testemunha a existência da substância em algum momento do passado. "Na região do Sistema Solar onde está o 24 Themis, considerávamos improvável a presença de gelo", explica a pesquisadora.

Agora, Thaís participa do Projeto Impacton, coordenado pelo Observatório Nacional. Nas próximas semanas, será instalado um telescópio na cidade de Itacuruba, no sertão pernambucano. O instrumento, que conta com um espelho de um metro de diâmetro, vai investigar objetos próximos à órbita da Terra.

A presença de água em asteroides pode ajudar a entender a origem dos oceanos terrestres, explica o astrofísico da Queen's University de Belfast, Henry H. Hsieh, em comentário também publicado na Nature. Ele lembra que nosso planeta deve ter nascido seco, por ter se formado numa região do espaço próxima demais do Sol para permitir a presença de gelo. Além disso, oceanos primitivos, caso existissem, teriam sido vaporizados pelo grande impacto que, acredita-se, deu origem à Lua. Hsieh compara 24 Themis ao celacanto, o peixe que é considerado um "fóssil vivo".

"Uma hipótese publicada em 2000 propõe um grande impacto de um objeto formado na região geral onde o asteroide Themis está agora" como origem para os oceanos, destaca Campins. O pesquisador e seus colegas oferecem algumas possíveis explicações para a presença de água na superfície do asteroide. O gelo, ponderam, poderia se manter estável se enterrado a alguns metros de profundidade no astro, e poderia estar vindo à tona graças a um bombardeamento constante de micrometeoritos. Outra hipótese seria a lenta sublimação do gelo subterrâneo, que poderia variar em ritmo com o movimento do asteroide no espaço.

A possibilidade menos favorecida pelos pesquisadores é de um impacto com um cometa, que teria deixado 24 Themis coberto de água.

Themis está longe demais para ser o alvo da missão com astronautas a um asteroide proposta para 2025 pelo presidente dos EUA Barack Obama, mas Campins acredita que asteroides mais próximos da Terra também possam conter água e matéria orgânica, embora não na superfície. "Gelo de superfície é improvável, mas gelo e moléculas orgânicas abaixo da superfície são uma possibilidade interessante", afirma o cientista. "Há alguns asteroides próximos da Terra com composição da superfície no geral similar à de 24 Themis e que seriam alvos atraentes para exploração espacial".

Asteroid 24 Themis and two small fragments resulting from an impact more than 1bn years ago. Scientists were surprised to find ice and organic chemicals on the asteroid's surface.

Astronomers have detected a coating of ice and organic chemicals on one of the largest asteroids in the solar system.

The space rock, called 24 Themis, is roughly the size of Sicily and orbits the sun in the main belt of asteroids between Mars and Jupiter, more than 300 million kilometres from Earth.

The discovery supports the idea that asteroids may have brought plentiful supplies of water and organic material to Earth in the distant past and so set the stage for the emergence of life. Two independent groups confirmed the composition of the asteroid's surface after observing the 200km-wide rock using Nasa's Infrared Telescope Facility (IRTF) which sits on the summit of Mauna Kea in Hawaii.

Analysis of infrared light glinting off the surface of the asteroid revealed that some wavelengths were being absorbed by water molecules. Further investigation suggested complex organic molecules were also present. The findings are reported in two papers in the journal Nature.

"The organics we detected appear to be complex, long-chained molecules," said Josh Emery, a planetary scientist at the University of Tennessee and lead author on one of the studies. "Raining down on a barren Earth in meteorites, these could have given a big kickstart to the development of life."

The discovery of frozen water on the asteroid has surprised some scientists because the sun warms the surface enough for ice to melt. One possible explanation is that ice in the core of the asteroid is heated into water vapour, which seeps through pores in the rock and freezes temporarily when it reaches the surface.

In the second study, a team led by Humberto Campins at the University of Central Florida timed its observations to take account of the asteroid's rotation every eight hours and produce a crude map of the surface. It shows that the entire surface of the asteroid is coated with a layer of frost no more than one ten-thousandth of a millimetre thick.

In an accompanying article, Henry Hsieh, a planetary scientist at Queens University in Belfast, likened the ice to a "living fossil": a remnant of the solar system that many considered long gone. "This is a thin layer of ice. It's not like going outside on a snowy day," he told the Guardian. "But we didn't really think water would survive in the asteroid belt, and certainly not on the surface of an asteroid."

The discovery is intriguing because it may finally explain how two thirds of the Earth came to be submerged in water, turning a parched rock into a haven for life.

The Earth formed close to the sun as a dry boulder 4.5bn years ago, but asteroids from cooler regions of space would have slammed into the surface for millennia, releasing any water they contained on impact. At the time, asteroids were more numerous and may have carried far more water than has been found on 24 Themis.

Some scientists believe asteroids may have delivered water to every planet in the solar system, but Earth's rocky surface, size and orbit ensured water condensed and remained on the ground, ultimately forming vast seas and oceans.

"Each asteroid might not have carried a lot of water, but if you strike a planet with a few thousand or million of them, it would gradually build up," Hsieh said.

The finding of frozen water as far out as the main asteroid belt suggests water might also be spread throughout alien solar systems. "The building blocks of life – water and organics – may be more common near each star's habitable zone," said Emery. "The coming years will be truly exciting as astronomers search to discover whether these building blocks of life have worked their magic there as well."