terça-feira, 8 de dezembro de 2015

O cometa Catalina

O cometa C/2013 US10 Catalina foi descoberto em 31 de outubro de 2013 por R. A. Kowalski através do programa Catalina Sky Survey.

cometa Catalina

© Fritz Helmut Hemmerich (cometa Catalina)

É um objeto da nuvem de Oort distante, um enxame de corpos gelados em torno do Sistema Solar exterior, que é a fonte de muitos dos cometas observados. É a primeira incursão deste objeto no Sistema Solar, porque antes de ser perturbado e entrar na zona planetária, estima-se que por volta de 1950, seu período orbital era de vários milhões de anos. Depois de passar perto do Sol, ele será expulso. O cometa Catalina não é um cometa periódico, sendo que deverá deixar a região planetária por volta de 2050, quando será ejetado do Sistema Solar.
O cometa passou pelo periélio (maior aproximação do Sol) em 15 de novembro, quando estava a 0,82 UA do Sol (1 Unidade Astronômica é igual a distância média entre a Terra e o Sol, ou seja, aproximadamente 150 milhões de quilômetros), e atualmentepode ser observado antes do amanhecer no horizonte leste. O cometa Catalina emerge antes do surgimento do Sol, com cerca de magnitude 6, podendo ser visto com binóculos se a transparência do céu em baixas altitudes permitir, em regiões com o céu escuro e longe de poluição luminosa.
Durante os dias 7 e 8 de dezembro estará passando perto do brilhante planeta Vênus e da Lua, subindo um pouco de altura e movendo para o Norte. E para começar o ano, antes do amanhecer em 1 de Janeiro de 2016 estará localizado muito perto da estrela Arcturus em Bootes. Nesta ocasião, o cometa Catalina estará reduzindo sua altura e a observação no hemisfério Sul se tornará cada vez menos favorável.

localização do cometa Catalina

© Stellarium (localização do cometa Catalina)

A imagem acima mostra a localização do cometa Catalina em 8/12/2015 as 5:00 hs no horário de Brasília.
Apesar de não ser tão brilhante quanto as previsões iniciais, o cometa está ostentando uma cauda de poeira (canto inferior esquerdo) e uma cauda de íons (canto superior direito), tornando-se um objeto impressionante para binóculos e câmeras de longa exposição. A imagem acima foi tomada na semana passada a partir das ilhas Canárias, ao longo da costa noroeste da África. Entusiastas do céu ao redor do mundo certamente estarão acompanhando o cometa durante os próximos meses para ver sua evolução.
No dia 17 de dezembro o cometa Catalina cruzará o equador celeste, o que o tornará um objeto também do hemisfério Norte a partir dessa data. Sua máxima aproximação com a Terra (perigeu) acontecerá no dia 17 de janeiro de 2016, quando ele chegará a apenas 0,72 UA do nosso planeta.

Fonte: NASA

quarta-feira, 25 de novembro de 2015

Detectado gases de carbono em cometas

Após o seu lançamento em 2009, a sonda NEOWISE da NASA já observou 163 cometas durante a missão primária WISE/NEOWISE.

cometa Christensen

© NASA/JPL-Caltech (cometa Christensen)

A imagem acima mostra uma visão expandida do cometa C/2006 W3 (Christensen). A sonda WISE observou este cometa em 20 de abril de 2010, viajando através da constelação de Sagitário.

Esta amostra do telescópio espacial representa a maior pesquisa infravermelha de cometas já feitas até o momento. Os dados desta pesquisa estão dando uma nova ideia sobre a poeira, o tamanho dos núcleos do cometa, e a taxa de produção dos gases difíceis de serem observados como dióxido de carbono e monóxido de carbono.

O monóxido de carbono (CO) e o dióxido de carbono (CO2) são moléculas comuns encontradas no ambiente do início  do Sistema Solar, e nos cometas. Na maior parte das circunstâncias, a sublimação do gelo de água provavelmente guia a atividade nos cometas quando eles chegam perto do Sol, mas em distâncias maiores e em temperaturas mais frias, outras moléculas como o CO e o CO2 podem ser os principais condutores. O dióxido e o monóxido de carbono são moléculas difíceis de serem detectadas da Terra, devido a abundância dessas moléculas na própria atmosfera terrestre que podem obscurecer o sinal. A sonda NEOWISE vaga além da atmosfera da Terra, fazendo essas medidas dos gases emitidos pelos cometas possíveis.

“Esta é a primeira vez que nós observamos esta grande evidência estatística do monóxido de carbono obtida enquanto o gás do cometa é emitido quando ele está mais distante do Sol,” disse James Bauer, pesquisador da missão NEOWISE do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia. “Emitindo o que é provavelmente monóxido de carbono além de 4 UA (Unidades Astronômicas), ou seja, 600 milhões de quilômetros, isto nos mostra que os cometas podem ter guardado a maior parte dos gases quando eles se formaram, e ficaram ali guardados por bilhões de anos. A maioria dos cometas que nós observamos ativos além das 4 UA, são cometas de períodos longos, cometas com períodos orbitais maiores que 200 anos que gastam a maior parte da sua vida além da órbita de Netuno.”

Enquanto que a quantidade de monóxido de carbono e dióxido de carbono aumentam com relação à poeira quando o cometa chega mais perto do Sol, a porcentagem desses dois gases, quando comparados a outros gases voláteis, diminui.

“Quando eles chegam mais perto do Sol, esses cometas parecem produzir uma quantidade prodigiosa de dióxido de carbono,” disse Bauer. “Na média os cometas amostrados pela NEOWISE expelem dióxido de carbono suficiente para fornecer uma bolha poderosa para milhares de latas de refrigerante por segundo.”

Os resultados do censo do NEOWISE dos cometas foram recentemente publicados no Astrophysical Journal.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

sexta-feira, 30 de outubro de 2015

Detectado oxigênio molecular em cometa

A Rosetta da ESA fez a primeira deteção da liberação de oxigênio molecular de um cometa, uma observação surpreendente que sugere que foram incorporadas no cometa durante a sua formação.

cometa Churyumov–Gerasimenko

© ESA/Rosetta/NavCam (cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko)

Esta fotografia do cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko obtida pela câmara de navegação da Rosetta foi obtida no dia 18 de outubro de 2015 a uma distância de 312,7 km do centro do cometa. A imagem tem uma resolução de 26,6 m/pixel e abrange 27,3 km de comprimento.

A Rosetta estuda o cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko há mais de um ano e detectou uma abundância de diferentes gases liberados pelo seu núcleo. Vapor de água, monóxido de carbono e dióxido de carbono são os mais abundantes, com uma rica variedade de espécies portadoras de nitrogênio, enxofre e carbono, e até mesmo "gases nobres".

O oxigênio é o terceiro elemento mais abundante do Universo, mas a versão molecular mais simples do gás (O2) tem sido surpreendentemente difícil de rastrear, mesmo até em nuvens de formação estelar, porque é altamente reativo e é facilmente quebrado para ligar-se com outros átomos e moléculas.

Por exemplo, os átomos de oxigênio combinam-se com os átomos de hidrogênio em grãos frios de poeira para formar água, ou uma separação livre do O2, graças à radiação ultravioleta, pode ser recombinado com uma molécula de O2 para formar ozônio (O3).

Apesar da sua detecção nas luas geladas de Júpiter e Saturno, o O2 tem estado desaparecido do inventário de espécies voláteis associadas com cometas.

"Nós não estávamos realmente à espera de detectar O2 no cometa, e com esta alta abundância, porque é tão quimicamente reativo, por isso foi uma surpresa," afirma Kathrin Altwegg da Universidade de Berna e pesquisadora principal do instrumento ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) da Rosetta.

"É também inesperada porque não existem muitos exemplos da detecção de O2 interestelar. E, portanto, mesmo que tivesse sido incorporado no cometa durante a sua formação, este não é facilmente explicado pelos modelos atuais de formação do Sistema Solar."

gráfico indicando a presença de oxigênio molecular

© ESA/A. Bieler (gráfico indicando a presença de oxigênio molecular)

O gráfico acima mostra as medições de alta resolução que permitiram com que o oxigênio molecular (O2) fosse distinguido de outras espécies como enxofre (S) e metano (CH3OH).

A equipe analisou mais de 3.000 amostras recolhidas em torno do cometa entre setembro de 2014 e março de 2015, a fim de identificar o O2. Eles determinaram uma abundância de 1 a 10% em relação ao H2O, com um valor médio de 3,80 ± 0,85%, uma ordem de magnitude superior ao previsto pelos modelos que descrevem a química das nuvens moleculares.

A quantidade de oxigênio molecular detectado mostra uma forte relação com a quantidade de água medida num dado momento, sugerindo que a sua origem no núcleo e o mecanismo de liberação estão ligados. Por outro lado, a quantidade de O2 visto está fracamente correlacionado com o monóxido de carbono e o nitrogênio molecular, mesmo que tenham uma volatilidade semelhante ao O2. Além disso, ainda não foi detectado ozônio.

Durante o período de estudo de seis meses, a Rosetta estava em direção ao Sol ao longo da sua trajetória, e orbitava tão perto quanto 10 a 30 km do núcleo do cometa. Apesar da distância cada vez menor ao Sol, a taxa O2/H2O manteve-se constante ao longo do tempo, e também não se alterou com a longitude ou latitude da Rosetta sobre o cometa.

Em mais detalhe, a relação O2/H2O foi diminuindo para abundâncias elevadas de H2O, uma observação que pode ser influenciada por água gelada à superfície produzida no processo diário de sublimação-condensação.

Foram exploradas as possibilidades para explicar a presença e a consistentemente alta abundância de O2 e a sua relação com a água, bem como a falta de ozônio, ao início considerando a fotólise e radiólise da água gelada durante várias escalas de tempo.

Na fotólise, os fótons quebram as ligações entre as moléculas, enquanto a radiólise envolve fótons mais energéticos ou elétrons e íons velozes que depositam energia no gelo e ionizam moléculas, um processo observado nas luas geladas do Sistema Solar exterior e nos anéis de Saturno. Qualquer um dos processos pode, em princípio, levar à formação e liberação de oxigênio molecular.

A radiólise deve ter operado durante os bilhões de anos que o cometa passou no Cinturão de Kuiper e levado à acumulação de O2 até poucos metros de profundidade. Mas estas camadas superiores têm que ter sido removidas desde que o cometa se deslocou para a sua órbita mais interior no Sistema Solar, excluindo-a como a fonte do O2 visto hoje.

Uma produção mais recente de O2, via radiólise e fotólise, pelas partículas do vento solar e fótons ultravioletas, só deve ter ocorrido nos primeiros micrômetros da superfície do cometa.

"Mas se esta era a fonte primária do O2, então seria de esperar que víssemos uma diminuição na proporção de O2/H2O pois esta camada foi removida durante o período de tempo de seis meses das nossas observações," afirma Andre Bieler da Universida de Michigan.

"A geração instantânea de O2 também parece improvável, já que deverá levar a proporções variáveis de O2 sob diferentes condições de iluminação. Ao invés, parece mais provável que o O2 primordial foi, de alguma forma, incorporado nos gelos do cometa durante a sua formação e está hoje sendo liberado com o vapor de água."

Num cenário, o O2 gasoso seria, em primeiro lugar, incorporado na água gelada durante o início da fase de nebulosa protossolar do nosso Sistema Solar. Os modelos químicos dos discos protoplanetários preveem que as altas abundâncias do O2 gasoso poderiam estar disponíveis na zona de formação do cometa, mas que seria necessário um rápido arrefecimento de temperaturas acima dos -173ºC até menos de -243ºC para formar água gelada com O2 capturado nos grãos de poeira. Os grãos teriam, então, de ser incorporados no cometa sem serem alterados quimicamente.

"Outras possibilidades incluem: a formação do Sistema Solar numa parte excepcionalmente quente de uma nuvem molecular, com temperaturas 10 a 20ºC acima dos cerca de -263ºC esperados normalmente para estas nuvens," comenta Ewine van Dishoeck do Observatório de Leiden, nos Países Baixos.

"Isto é ainda consistente com as estimativas para as condições de formação de cometas na nebulosa solar exterior, e também com as conclusões anteriores do cometa da Rosetta em relação à baixa abundância de N2."

Alternativamente, a radiólise dos grãos gelados de poeira pode ter ocorrido antes da acreção do cometa num corpo maior. Neste caso, o O2 permaneceria preso nos espaços vazios da água gelada nos grãos, enquanto o hidrogênio era difundido para fora, impedindo a reformação de O2 à água e resultando num aumento de estabilidade do nível de O2 no gelo sólido.

A incorporação de tais grãos de gelo dentro do núcleo pode explicar a forte correlação observada com o H2O no cometa de hoje.

"Independentemente do modo como foi produzido, o O2 foi também de alguma forma protegido durante o estágio de acreção do cometa: isto pode ter acontecido para evitar a destruição do O2 por outras reações químicas," acrescenta Kathrin.

"Este é um resultado intrigante para os estudos, tanto dentro como fora da comunidade cometária, com possíveis implicações para os nossos modelos da evolução do Sistema Solar," afirma Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.

Um artigo que descreve os resultados foi publicado na revista Nature.

Fonte: ESA

terça-feira, 27 de outubro de 2015

Descoberto etanol no cometa Lovejoy

De acordo com novas observações, o cometa Lovejoy fez jus ao seu nome graças à liberação de grandes quantidades de álcool, bem como um tipo de açúcar, para o espaço.

cometa Lovejoy

© Velimir Popov (cometa Lovejoy)

A descoberta marca a primeira vez que álcool etílico (ou etanol), o mesmo tipo presente nas bebidas alcoólicas, é encontrado num cometa. A descoberta reforça a evidência de que os cometas podem ter sido uma fonte de moléculas orgânicas complexas necessárias para o aparecimento da vida.

"Descobrimos que o cometa Lovejoy liberava álcool equivalente a pelo menos 500 garrafas de vinho por segundo durante o seu pico de atividade," afirma Nicolas Biver do Observatório de Paris, na França. Foram encontradas 21 moléculas orgânicas diferentes no gás do cometa, incluindo álcool etílico (C2H5OH) e glicoaldeído (CH2OHCHO).

Os cometas são os remanescentes gelados da formação do nosso Sistema Solar. São de interesse porque permaneceram relativamente intocados e, portanto, contêm pistas sobre a origem do Sistema Solar. A maioria orbita nas zonas frígidas bem longe do Sol. No entanto, ocasionalmente, uma perturbação gravitacional envia um cometa para mais perto do Sol, onde aquece e liberta gases, permitindo a determinação de sua composição.

O cometa Lovejoy (formalmente catalogado como C/2014 Q2) foi um dos cometas mais brilhantes e ativos desde o cometa Hale-Bopp em 1997. O Lovejoy passou pelo periélio no dia 30 de janeiro de 2015, quando liberava água a uma taxa de 20 toneladas por segundo. Nesta ocasião, o cometa era mais brilhante e mais ativo. Foi observado um brilho em micro-ondas oriundo do cometa usando o radiotelescópio de 30 metros em Pico Veleta nas montanhas da Sierra Nevada, na Espanha.

A luz solar energiza moléculas na atmosfera do cometa, fazendo com que brilhem em frequências de micro-ondas específicas (se as micro-ondas fossem visíveis, frequências diferentes seriam vistas como cores diferentes). Cada tipo de molécula brilha a frequências específicas, permitindo identificá-las com detectores no telescópio. O equipamento avançado foi capaz de analisar uma vasta gama de frequências simultaneamente e e possibilitou determinar os tipos e quantidades de muitas moléculas diferentes no cometa, apesar do curto período de observação.

Alguns pesquisadores pensam que os impactos de cometas na Terra antiga forneceram moléculas orgânicas que podem ter ajudado à origem da vida. A descoberta de moléculas orgânicas complexas no Lovejoy e outros cometas dá suporte a esta hipótese.

"O resultado promove definitivamente a ideia que os cometas transportam química muito complexa," afirma Stefanie Milam do Goddard Space Flight Center da NASA. "Durante o Último Grande Bombardeamento, há cerca de 3,8 bilhões de anos, quando muitos cometas e asteroides atingiam a Terra e esta estava formando os primeiros oceanos, a vida não começou com apenas moléculas simples como água, monóxido de carbono e azoto. Ao invés, a vida teve algo muito mais sofisticado ao nível molecular. Estamos encontrando moléculas com vários átomos de carbono. Podemos ver onde os açúcares começaram a formar-se, bem como compostos orgânicos mais complexos, tais como aminoácidos, os blocos de construção das proteínas, ou nucleobases, os blocos de construção do DNA. Estes podem formar-se muito mais facilmente do que começando com moléculas com apenas dois ou três átomos."

Em julho, a Agência Espacial Europeia (ESA) anunciou que o módulo de aterrissagem Philae, do orbitador Rosetta ao redor do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, havia detectado 16 compostos orgânicos enquanto descia e saltava sobre a superfície do cometa. Alguns destes compostos desempenharam funções essenciais na fabricação de aminoácidos, nucleobases e açúcares a partir de moléculas mais simples.

Os cometas preservam material da nuvem antiga de gás e poeira que deu origem ao Sistema Solar. As supernovas e os ventos de estrelas gigantes vermelhas, perto do fim das suas vidas, produzem vastas nuvens de gás e poeira. Os sistemas solares nascem quando as ondas de choque dos ventos estelares e outras supernovas próximas comprimem e concentram uma nuvem de material estelar expelido até que grupos densos nessa nuvem começam a colapsar sob a sua própria gravidade, formando uma nova geração de estrelas e planetas.

Estas nuvens contêm inúmeros grãos de poeira. O dióxido de carbono, água e outros gases formam uma camada de gelo sobre a superfície destes grãos, assim como se forma geada nas janelas dos carros durante as noites frias e úmidas. A radiação no espaço alimenta as reações químicas nesta camada de gelo para produzir moléculas orgânicas complexas. Os grãos de gelo tornam-se incorporados nos cometas e asteroides, alguns dos quais impactam planetas jovens como a Terra primitiva, entregando moléculas orgânicas contidas dentro deles.

"O próximo passo é ver se o material orgânico encontrado nos cometas veio da nuvem primordial que formou o Sistema Solar ou se foi fabricado mais tarde, dentro do disco protoplanetário que rodeava o jovem Sol," afirma Dominique Bockelée-Morvan do Observatório de Paris.

Um artigo sobre a descoberta foi publicado na revista Science Advances.

Fonte: NASA

domingo, 4 de outubro de 2015

O polo sul do cometa da Rosetta

Usando o instrumento Microwave Instrument for Rosetta Orbiter (MIRO), os cientistas estão estudando a região polar sul do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko no final de sua longa estação de inverno.

região polar sul do cometa

© ESA/Rosetta (região polar sul do cometa)

A imagem acima mostra as regiões polares do sul do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko tiradas com a câmera científica OSIRIS da Rosetta em 29 de setembro de 2014, durante o longo inverno austral.

Os dados sugerem que essas regiões frias e escuras abrigam gelo nas suas primeiras dezenas de centímetros abaixo da superfície em quantidades muito maiores do que as encontradas em outras áreas do cometa.

Desde a sua chegada no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, a Rosetta tem pesquisado a superfície e o ambiente desse corpo de forma curiosa. Mas por um longo período de tempo, uma porção do núcleo, as regiões frias e escuras ao redor do polo sul do cometa, permaneceram inacessíveis para quase todos os instrumentos a bordo da sonda.

Devido a uma combinação de sua forma com lóbulo duplo e a inclinação do seu eixo de rotação, o cometa da Rosetta tem um padrão sazonal muito peculiar durante a sua órbita de 6,5 anos. As estações estão distribuídas de maneira muito assimétrica entre os dois hemisférios, cada um deles compreende parte tanto dos lóbulos como do pescoço do cometa.

Na maior parte da órbita do cometa, o hemisfério norte experimenta um verão muito longo, durando cerca de 5,5 anos, e o hemisfério sul passa por um longo, frio e escuro inverno. Contudo, poucos meses antes do cometa passar pelo seu periélio, o ponto na sua órbita mais próximo do Sol, a situação muda e o hemisfério sul passa por um breve verão quente.

Quando a Rosetta chegou no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko em Agosto de 2014, ele ainda estava experimentando seu longo verão no hemisfério norte e as regiões no hemisfério sul recebiam muito pouca luz do Sol. Além disso, uma grande parte do hemisfério perto do polo sul do cometa estava numa noite polar e passava por uma escuridão total por quase cinco anos.

Sem iluminação direta do Sol, essas regiões não podiam ser imageadas com a câmera científica OSIRIS da Rosetta. Além disso, suas baixas temperaturas, entre 25 e 50 graus acima do zero absoluto, não permitiam observações com o Visible, InfraRed and Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS).

Nos primeiros meses depois da chegada da Rosetta no comenta, somente um instrumento na sonda poderia observar e caracterizar o polo sul frio do 67P/Churyumov-Gerasimenko, o Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter (MIRO).

“Nós observamos o lado escuro do cometa com o MIRO em muitas ocasiões depois da chegada da Rosetta no 67P/Churyumov-Gerasimenko, e esses dados únicos estão nos dizendo algo muito intrigante sobre o material abaixo da superfície”, explica Mathieu Choukroun do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, e principal autor do estudo.

Observando as regiões polares sul do cometa, Choukroun e seus colegas encontraram diferenças significantes entre os dados coletados com os canais de comprimento de onda milimétrico e submilimétrico do MIRO. Essas diferenças podem apontar para a presença de grandes quantidades de gelo dentro das primeiras dezenas de centímetros abaixo da superfície nessas regiões.

“Surpreendentemente, as propriedades térmicas e elétricas ao redor do polo sul do cometa são bem diferentes daquelas encontradas em outros locais do núcleo. Parece que o material da superfície ou o material que localiza-se abaixo, em poucas dezenas de centímetros abaixo, é extremamente transparente para os comprimentos de onda de 0,5 e 1,6 mm do MIRO, e poderia consistir na sua maioria de gelo de água, ou gelo de dióxido de carbono”, adiciona ele.

A diferença entre a composição da superfície dessa parte do núcleo e do que se encontra em outros lugares pode originar do ciclo de estações peculiar do cometa. Uma das possíveis explicações é que a água e os outras gases que foram lançados durante o periélio anterior, quando o hemisfério sul foi a porção mais iluminada do núcleo, condensou novamente e precipitou na superfície depois que a estação mudou e o hemisfério sul entrou novamente no seu longo e frio inverno.

Esses são resultados preliminares, pois as análises dependem da forma detalhada do núcleo, e no momento das medidas essa forma não era conhecida com grande precisão.

“Nós planejamos revisitar os dados do MIRO usando uma versão atualizada do modelo digital da forma do cometa, para verificar esses resultados preliminares e refinar as interpretações das medidas”, adiciona Choukroun.

Os pesquisadores testarão esses e outros possíveis cenários usando dados que foram coletados nos meses subsequentes, levando o cometa ao periélio, que aconteceu no dia 13 de Agosto de 2015 e além.

Em Maio de 2015, as estações mudaram no 67P/Churyumov-Gerasimenko, e quente verão começou no hemisfério sul, que irá durar até o começo de 2016. Como as regiões polares escuras do sul começaram a receber mais luz do Sol, tem sido possível observá-las com outros instrumentos da Rosetta, e a combinação desses dados pode eventualmente revelar a origem dessa curiosa composição.

“Nos últimos meses, a Rosetta tem voado sobre a região polar sul do cometa em algumas ocasiões, começando a coletar dados dessa parte do cometa depois que o verão começou ali”, explica Matt Taylor, cientista de projeto da Rosetta na ESA.

“No começo do verão no hemisfério sul, nós pausamos as observações nessas regiões já que a trajetória da Rosetta estava focada no hemisfério norte devido às tentativas de comunicação com o módulo Philae. Contudo, perto do periélio nós fomos capazes de começar a observar o sul”.

“A Rosetta está atualmente numa excursão a cerca de 1.500 quilômetros do núcleo, para estudar o ambiente ao redor do cometa, mas em breve ela irá se aproximar do núcleo novamente, focando em órbitas completas para comparar os hemisférios norte e sul, bem como fazer passagens mais lentas no sul para maximizar nossas observações ali. Em adição a isso, à medida que a atividade diminuir no final do ano, nós esperamos ficar mais perto do núcleo e obter imagens de resolução mais alta da superfície”.

Mark Hofstadter, pesquisador da MIRO no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, descreveu os resultados como “um grande exemplo de como o processo científico se desenrola, à medida que a Rosetta está estudando a evolução desse cometa”.

“Nós esperamos que ao combinar os dados de todos os instrumentos nós seremos capazes de confirmar se o polo sul tem ou não uma composição diferente e se ele muda ou não sazonalmente”.

Um artigo sobre as observações foi aceito para publicação no Astronomy and Astrophysics.

Os resultados do instrumento MIRO foram apresentados esta semana no Congresso Europeu de Ciência Planetária, em Nantes, na França.

Fonte: ESA

quarta-feira, 30 de setembro de 2015

Cometa da Rosetta é um binário de contato

Os cientistas da missão Rosetta dizem que dois cometas colidiram a baixa velocidade no início do Sistema Solar para dar origem à forma de "patinho de borracha" do Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko.

os desfiladeiros de Hathor e a suave região Imhotep

© Rosetta (os desfiladeiros de Hathor e a suave região Imhotep)

Esta imagem foi captada no dia 22 de agosto de 2014 a uma distância de 63,4 km do centro do cometa. Mostra o pequeno lóbulo do cometa à esquerda, com os impressionantes desfiladeiros de Hathor. Na parte frontal, à direita, está a suave região Imhotep no glóbulo maior. A imagem tem uma escala de 5,4 metros por pixel e cobre 5,5 km de comprimento.

A origem dos dois lóbulos do cometa tem sido uma questão chave desde que a Rosetta revelou pela primeira vez o seu aspecto em julho de 2014.

Duas hipóteses principais emergiram: será que foi o resultado da fusão entre dois cometas ou será que o "pescoço" foi formado por uma espécie de erosão localizada, num único objeto?

Agora, os cientistas têm uma resposta inequívoca para o enigma. Ao usarem imagens de alta resolução obtidas entre 6 de agosto de 2014 e 17 de março de 2015, para estudar as camadas de material visto por todo o núcleo, mostraram que a forma surgiu de uma colisão, a baixa velocidade, entre dois cometas formados separadamente.

"É evidente, a partir das imagens, que ambos os lóbulos têm um invólucro exterior de material organizado em camadas distintas, e nós pensamos que estas se estendem por várias centenas de metros por baixo da superfície," afirma Matteo Massironi, autor principal da Universidade de Pádua, Itália, e cientista associado da equipe OSIRIS.

"Podemos imaginar as camadas um pouco como uma cebola, exceto que neste caso estamos considerando duas cebolas separadas de tamanhos diferentes que cresceram de forma independente antes de se fundirem."

Para chegar a esta conclusão, Matteo e colegas usaram imagens para identificar mais de 100 características parecidas com socalcos à superfície do cometa e camadas paralelas de material claramente visto em paredes de penhascos e fendas expostas. Foi então usado um modelo 3D para determinar as direções do declive e para visualizar como se estendem para o subsolo.

Rapidamente ficou claro que as características estavam orientadas de forma coerente em ambas as partes do cometa e que em alguns lugares atingiam profundidades de aproximadamente 650 metros.

"Este foi o primeiro indício de que os dois lóbulos são independentes, reforçado pela observação de que as camadas estão inclinadas em direções opostas perto do pescoço do cometa," afirma Matteo.

"Para termos a certeza, também analisamos a relação entre a gravidade local e as orientações das características individuais ao redor da superfície reconstruída do cometa."

Em termos gerais, as camadas de material formam-se em ângulos retos em relação à gravidade de um objeto. A equipe usou modelos para calcular a intensidade e direção da gravidade no local de cada camada.

Num caso, modelaram o cometa como um único corpo com um centro de massa perto do pescoço. No outro, trabalharam com dois cometas separados, cada um com o seu próprio centro de massa.

Foi verificado que a orientação de uma dada camada e a direção da gravidade local estão mais próximas, perpendicularmente, no modelo dos dois objetos separados, em vez do exemplo com um único núcleo.

"Isto sugere que as camadas na cabeça e no corpo do cometa formaram-se independentemente antes dos dois objetos se fundirem mais tarde," conclui Matteo. "Deve ter sido uma colisão a baixa velocidade, a fim de preservar estas camadas até às profundidades que os nossos dados implicam."

"Além disso, as semelhanças estruturais marcantes entre os dois lóbulos implicam que, apesar de terem origens inicialmente independentes, devem ter-se formado através de um processo de acreção semelhante," explica Bjorn Davidsson da Universidade de Uppsala, na Suécia.

"Também foram observadas camadas à superfície de outros cometas durante missões anteriores, sugerindo que esses também sofreram uma história de formação parecida."

Finalmente, apesar da erosão não ser a causa principal da forma do cometa, ainda desempenha uma função importante na evolução do cometa.

As variações locais vistas na estrutura da superfície provavelmente resultam das diferentes taxas de sublimação, quando o gelo se transforma diretamente em gás, dos gases congelados e incorporados dentro das camadas individuais, camadas estas que não estão necessariamente distribuídas uniformemente ao longo do cometa.

"O modo como o cometa obteve a sua forma curiosa tem sido uma questão importante desde que o vimos pela primeira vez. Agora, graças a este estudo detalhado, podemos dizer com certeza que é um 'binário de contato'," comenta Holger Sierks, pesquisador principal do OSIRIS no Max Planck Institute for Solar System Research em Göttingen, na Alemanha.

"Este resultado contribui para o conhecimento crescente do cometa, como se formou e qual a sua evolução," explica Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta.

"A Rosetta vai continuar observando o cometa por mais um ano, para obter o máximo de informação sobre este corpo celeste e sobre o seu lugar na história do nosso Sistema Solar".

Os resultados do estudo foram divulgados na revista Nature e apresentados no Congresso Europeu de Ciência Planetária em Nantes, França.

Fonte: ESA

sexta-feira, 25 de setembro de 2015

Ciclo de água gelada do cometa 67P/C-G

A sonda Rosetta da ESA forneceu evidências de um ciclo diário de água-gelo à superfície e subsuperfície de cometas.

ciclo diário de água gelada no cometa

© ESA/M.C. De Sanctis (ciclo diário de água gelada no cometa)

A imagem mostra no topo o Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko com base em quatro imagens obtidas pela câmara de navegação da Rosetta no dia 2 de setembro de 2014. E em baixo mostra imagens do Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko obtidas com o instrumento VIRTIS (Visible, InfraRed and Thermal Imaging Spectrometer) da Rosetta (esquerda) e mapas da abundância de água gelada (meio) e da temperatura à superfície (direita). As imagens foram obtidas no dia 12 (topo), 13 (meio) e 14 de setembro (em baixo) e focam-se em Hapi, uma região no "pescoço" do cometa, no momento um dos locais mais ativos do núcleo. A comparar estas imagens e mapas, os cientistas descobriram que a água gelada está presente nas zonas mais frias, enquanto é menos abundante e ausente em locais mais quentes. Além disso, a água gelada foi apenas detectada numa região da superfície quando estava à sombra. Isto indica um comportamento cíclico da água gelada para cada rotação cometária.

Os cometas são corpos celestes constituídos por uma mistura de poeira e gelo, que vão periodicamente perdendo enquanto viajam em direção ao ponto mais próximo do Sol ao longo das suas órbitas altamente excêntricas.

À medida que a luz solar aquece o núcleo gelado de um cometa, o gelo aí presente, principalmente água, mas também contém outros elementos "voláteis" como monóxido de carbono e dióxido de carbono, transforma-se diretamente em gás.

Este gás desloca-se para longe do cometa, transportando com ele partículas de poeira. Juntos, o gás e a poeira constroem o halo brilhante e a cauda, tão característicos dos cometas.

A Rosetta chegou ao Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko em agosto de 2014 e tem vindo a estudá-lo de perto há já mais de um ano. No dia 13 de agosto de 2015, o cometa atingiu o ponto mais próximo do Sol da sua órbita de 6,5 anos e agora está se movendo novamente para o Sistema Solar exterior.

Uma característica fundamental que os cientistas da Rosetta estão investigando é a maneira como a atividade no cometa e a liberação associada de gases é conduzida, através do monitoramento do aumento da atividade no cometa e à sua volta desde a chegada da Rosetta.

Usando o instrumento VIRTIS (Visible, InfraRed and Thermal Imaging Spectrometer) da Rosetta, foi possível identificar uma região à superfície do cometa onde a água gelada aparece e desaparece em sincronia com o seu período de rotação.

"Descobrimos um mecanismo que repõe a superfície do cometa com gelo fresco em cada rotação: isto mantém o cometa 'vivo'," afirma Maria Cristina De Sanctis do INAF-IAPS em Roma, Itália, autora principal do estudo.

A equipe estudou um conjunto de dados obtidos em setembro de 2014, concentrando-se numa região com um quilômetro quadrado no pescoço do cometa. No momento, o cometa estava a cerca de 500 milhões de quilômetros do Sol e o pescoço era uma das áreas mais ativas.

À medida que o cometa gira, cujo período corresponde a pouco mais de 12 horas, as várias regiões são submetidas a iluminações diferentes.

"Nós vimos a assinatura intrigante da água gelada no espectro da região em estudo, mas apenas quando certas porções estavam à sombra," afirma Maria Cristina.

"Por outro lado, quando o Sol brilhava nestas regiões, o gelo desaparecia. Isto indica um comportamento cíclico da água durante cada rotação do cometa."

Os dados sugerem que a água gelada à superfície e até poucos centímetros abaixo é sublimada quando iluminada pela luz solar, transformando-se em gás que depois flui para longe do cometa. Seguidamente, à medida que o cometa gira e a mesma região fica novamente na escuridão, a superfície arrefece rapidamente de novo.

No entanto, as camadas subjacentes permanecem quentes devido à luz solar que receberam nas horas anteriores e, como resultado, a água gelada à subsuperfície continua a sublimar e encontra o seu caminho para a superfície através do interior poroso do cometa.

Mas assim que este vapor de água "subterrâneo" atinge a superfície fria, congela novamente, cobrindo essa região do cometa com uma camada fina de gelo fresco.

Eventualmente, à medida que o Sol nasce novamente sobre esta parte da superfície durante o próximo dia cometário, as moléculas na camada de gelo recém-formada são as primeiras a sublimar e a viajar para longe do cometa, reiniciando o ciclo.

"Nós suspeitavamos que tal ciclo de água gelada podia estar em jogo nos cometas, com base em modelos teóricos e observações anteriores de outros cometas, mas agora, graças ao extenso monitoramento do cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko pela Rosetta, finalmente temos provas observacionais," salienta Fabrizio Capaccioni, pesquisador principal do VIRTIS no INAF-IAPS em Roma, Itália.

A partir destes dados, é possível estimar a abundância relativa da água gelada em relação a outros materiais. Até alguns centímetros de profundidade na região estudada do núcleo do cometa, a água gelada corresponde de 10 a 15% do material e parece estar bem misturada com outros constituintes.

Os cientistas também calcularam a quantidade de vapor de água emitido pela zona analisada com o VIRTIS e mostraram que correspondia a cerca de 3% da quantidade total de vapor de água expelido por todo o cometa ao mesmo tempo, tal como medido pelo sensor micro-ondas MIRO da Rosetta.

"É possível que muitas outras zonas à superfície sejam submetidas ao mesmo ciclo diurno, proporcionando contribuições adicionais para a liberação geral de gases do cometa," acrescenta o Dr. Capaccioni.

Os cientistas estão analisando os dados do VIRTIS recolhidos nos meses seguintes, à medida que a atividade do cometa aumentava durante a aproximação do periélio.

"Estes resultados iniciais dão-nos um vislumbre do que está acontecendo debaixo da superfície, no interior do cometa," conclui Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.

"A Rosetta é capaz de rastrear alterações no cometa em escalas mais curtas de tempo, bem como em escalas mais longas, e estamos ansiosos por combinar todas estas informações a fim de compreender a evolução deste e de outros cometas."

Um artigo foi publicado na revista Nature.

Fonte: ESA

sexta-feira, 18 de setembro de 2015

SOHO descobre o seu cometa 3.000

Em 13 setembro de 2015, o Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), um projeto conjunto da ESA e NASA, descobriu seu cometa 3.000, consolidando sua posição como o maior descobridor de cometas de todos os tempos.

cometa 3.000 em destaque

© SOHO/Worachate Boonplod (cometa 3.000 em destaque)

Antes do lançamento do observatório, vulgarmente conhecido como SOHO 1995, apenas uma dúzia de cometas nunca tinha sequer sido descoberto a partir do espaço, enquanto cerca de 900 haviam sido descobertos a partir do solo.
O cometa 3.000 foi originalmente descoberto nos dados por Worachate Boonplod, de Samut Songkhram, Tailândia.

A missão da SOHO é observar o Sol e espaço interplanetário, acima da atmosfera da Terra que bloqueia parte da radiação do Sol. A partir daí, o SOHO observa o próprio disco solar e seu ambiente circundante, acompanhando o fluxo de saída constante de partículas conhecidas como vento solar, bem como explosões gigantes de gás escapando, denominadas ejeções de massa coronal, ou CMEs. Em suas duas décadas em órbita o SOHO abriu uma nova era de observações solares, aumentando consideravelmente a compreensão de nossa estrela.

Entretanto, proezas do telescópio não foi planejada e acabou propicinado um benefício inesperado. Com a sua visão nítida sobre os arredores do Sol, o SOHO pode facilmente detectar os cometas rasantes solares (sungrazer), por causa de sua estreita aproximação ao Sol.

O grande sucesso do SOHO como um localizador de cometas é dependente das pessoas que peneiram seus dados, uma tarefa disponível ao público on-line em tempo quase real. Um quadro de astrônomos amadores voluntários dedicam-se a consulta dos dados por meio do Projeto Sungrazer.

Mais do que apenas uma visão brilhante comemorado no céu noturno, os cometas podem dizer aos cientistas muito sobre o local e o momento em que eles se originaram. Os cometas são essencialmente formados por gases congelados misturado com poeira. Elas são muitas vezes relíquias cristalinas que podem conter pistas sobre a própria formação do nosso Sistema Solar. Por outro lado, se eles efetuaram viagens anteriores ao redor do Sol, eles podem conter informações sobre os confins do Sistema Solar através do qual eles viajavam.

Observando esses cometas rasantes solares também nos ajudam a aprender sobre o nosso Sol. Suas caudas de gás ionizado iluminam campos magnéticos ao redor do Sol, possibilitando atuar como um marcador que ajuda a observar estes campos invisíveis. Tais campos já conseguiu arrancar parte das caudas dos cometas, permitindo observar as caudas perdidas sopradas pelo derramamento constante de partículas solares. As caudas atuam como birutas gigantes, mostrando os detalhes do movimento do vento solar.

Em quase 20 anos de idade, a missão SOHO é um ancião respeitado no Heliophysics System Observatory da NASA.

Fonte: ESA & NASA

sexta-feira, 14 de agosto de 2015

O grande dia da Rosetta ao Sol

A sonda Rosetta testemunhou a maior aproximação do cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko ao Sol.

cometa próximo do periélio

© ESA/Rosetta/MPS (cometa próximo do periélio)

Esta série de imagens do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko foi captada pela câmara OSIRIS da Rosetta no dia 12 de agosto de 2015, meras horas antes do cometa ter alcançado o ponto mais próximo do Sol ao longo da sua órbita de 6,5 anos.
Foram obtidas a uma distância de aproximadamente 330 km do cometa. A atividade do cometa, que atingirá o seu pico de intensidade nas próximas semanas, é claramente visível nestas imagens espetaculares.

A câmara científica captou imagens poucas horas antes do periélio. A atividade do cometa é claramente vista nas imagens, com uma variedade de jatos provenientes do núcleo, incluindo uma explosão fotografada às 17:35 GMT de anteontem.

O momento exato do periélio ocorreu às 02:03 (GMT) de ontem, quando o cometa passou a 186 milhões de quilômetros do Sol.

No ano que já passou desde a chegada da Rosetta, o cometa viajou cerca de 750 milhões de quilômetros ao longo da sua órbita em direção ao Sol, a crescente radiação solar aqueceu o núcleo, fazendo com que os seus gelos escapassem como gás para o espaço a um ritmo cada vez maior. Estes gases, juntamente com as partículas de poeira que arrastam, fazem crescer a atmosfera (cabeleira) e a cauda do cometa.

"A atividade permanecerá assim tão alta durante muitas semanas, e estamos ansiosos por descobrir quantos mais jatos e eventos explosivos conseguimos apanhar em flagrante, tal como já testemunhamos nas últimas semanas," afirma Nicolas Altobelli, cientista do projeto Rosetta.

As medições da Rosetta sugerem que o cometa está libertarando até 300 kg de vapor de água por segundo, o equivalente a duas banheiras. Este valor é 1.000 vezes superior ao observado há um ano atrás quando a Rosetta estava em aproximação ao cometa. Nesse momento, registrava uma taxa de apenas 300 gramas por segundo, o equivalente a dois copos pequenos de água.

Juntamente com o gás, estima-se que o núcleo liberte até 1.000 kg de poeira por segundo, criando perigosas condições de trabalho para a Rosetta.

"Nos últimos dias, fomos forçados a afastar a sonda ainda mais do cometa. Estamos a uma distância entre 325 e 340 km esta semana, numa região onde consegue seguir as estrelas e operar sem se confundir com os níveis excessivos de poeira; se não funcionar corretamente, a Rosetta não consegue posicionar-se no espaço," comenta Sylvain Lodiot, gestor de operações da ESA.

O monitoramento das mudanças do ambiente em torno do cometa antes, durante e depois do periélio, é um dos objetivos científicos primários a longo prazo da missão.

Ao longo dos últimos meses, as estações do cometa mudaram, atirando o seu hemisfério sul para um verão curto, cerca de 10 meses, depois de mais de cinco anos e meio de escuridão. Isto revelou partes da superfície, anteriormente à sombra durante a estadia da Rosetta, permitindo aos cientistas preencherem algumas das peças que faltavam ao mapa regional.

Identificaram quatro novas regiões geológicas no hemisfério sul, que incluem partes de ambos os lóbulos do cometa, elevando o número total de regiões para 23. Os nomes das novas regiões seguem a convenção de nomenclatura de deuses e deusas egípcios adotada para o cometa: Anhur, Khonsu, Sobek e Wosret.

A temperatura média do cometa também está aumentando. Não muito tempo depois de chegar, as temperaturas à superfície rondavam os -70ºC. Em abril-maio de 2015 tinham subido para apenas alguns graus abaixo de zero, e agora prevêem-se máximas de algumas dezenas de graus positivos para o próximo mês.

Entretanto, os astrônomos na Terra têm acompanhado, ao longe, a evolução do cometa. A Rosetta está demasiado perto do cometa para ver a sua cauda crescer, mas as imagens recolhidas ao longo dos últimos meses, com telescópios de todo o mundo, mostram que já se estende por mais de 120.000 km.

Foi revelada em imagens uma coma assimétrica, com uma região de notável alta densidade na direção oposta à cauda principal, imagens estas que também foram obtidas na semana passada pelo telescópio Gemini-Norte em Mauna Kea, Havaí.

"A combinação destes pontos de vista terrestres, e dos jatos individuais e explosões vistos de perto com a Rosetta, vão ajudar-nos a compreender os processos à superfície do cometa à medida que se aproxima do Sol," acrescenta Nicolas.

"Pretendemos voltar novamente para muito mais perto depois da diminuição de atividade e fazer um levantamento de como o cometa mudou. Também continuamos a manter a esperança que o Philae consiga retomar as suas operações científicas à superfície e nos dê uma visão detalhada das mudanças que ocorrem em torno do seu local de aterragem."

Finalmente, Patrick Martin, gestor da missão Rosetta da ESA, conclui: "É emocionante atingir a marca do periélio e estamos ansiosos por ver como é que este incrível cometa se comporta à medida que nos afastamos do Sol durante o próximo ano."

Fonte: ESA

quarta-feira, 12 de agosto de 2015

Jatos cometários antes do periélio

Na aproximação ao periélio das últimas semanas, a sonda Rosetta tem vindo a assistir a um aumento de atividade do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, durante a qual um evento dramático e explosivo provou ser tão poderoso que até afastou o próprio vento solar.

outburst de curta duração no cometa

© ESA/Rosetta/MPS (outburst de curta duração no cometa)

A imagem acima mostra uma explosão de curta duração no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, captada pela câmara OSIRIS da Rosetta no dia 29 de julho de 2015. A imagem à esquerda foi obtida às 13:06 GMT e não mostra sinais visíveis do jato. É muito forte na imagem do meio obtida às 13:24 GMT. Os traços residuais da atividade são muitos muito fracos na imagem final obtida às 13:42.

O cometa alcança o periélio na quinta-feira, o momento da sua órbita de 6,5 anos em que está mais próximo do Sol. Nos últimos meses, o aumento da energia solar tem aquecido os gelos do cometa, transformando-os em gás que é libertado para o espaço, arrastando com ele poeira.

O período ao redor do periélio é cientificamente muito importante, pois a intensidade da luz solar aumenta e partes do cometa, anteriormente à sombra, até durante anos, são inundadas com a luz do Sol.

Apesar da atividade geral do cometa atingir o pico nas semanas que se seguem ao periélio, tal como os dias mais quentes do verão geralmente vêm depois dos dias mais longos, podem ocorrer explosões súbitas e imprevisíveis a qualquer momento, como já foi visto no início da missão.

No dia 29 de julho, a Rosetta observou a explosão mais dramática até à data, registada por vários dos seus instrumentos a cerca de 186 km do cometa. Fotografaram a explosão no núcleo, testemunharam uma mudança na estrutura e composição do ambiente da cabeleira gasosa que rodeia a Rosetta e detectaram um aumento nos níveis de impactos de poeira.

Talvez ainda mais surpreendente, a Rosetta descobriu que a explosão tinha afastado o campo magnético do vento solar em torno do núcleo.

Uma sequência de imagens obtidas pela câmara científica OSIRIS da Rosetta mostra o aparecimento súbito de uma característica bem definida e em forma de jato que emerge do lado do pescoço do cometa, na região de Anuket. A equipe da câmara estima que o material no jato podia estar viajando, pelo menos, a 10 m/s, talvez bastante mais rápido.

"Este é o jato mais brilhante que vimos até agora," comenta Carsten Güttler, membro da equipe OSIRIS no Max Planck Institute for Solar System Research em Göttingen, Alemanha.

"Geralmente, os jatos são muito tênues em comparação com o núcleo e precisamos de esticar o contraste das imagens para torná-los visíveis, mas este é mais brilhante que o núcleo."

Pouco depois, o sensor de pressão do instrumento ROSINA detectou indícios claros de mudanças na estrutura da cabeleira, enquanto o seu espectrômetro de massa registou alterações na composição dos gases emanados.

Por exemplo, em comparação com medições feitas dois dias antes, a quantidade de dióxido de carbono aumentou por um fator de dois, metano por quatro, sulfureto de hidrogênio por sete, enquanto a quantidade de água permaneceu quase constante.

"Esta primeira 'olhada rápida' às nossas medições depois da explosão é fascinante," afirma Kathrin Altwegg, pesquisadora principal do ROSINA na Universidade de Berna. "Vemos também pistas de material orgânico depois da explosão, que pode estar relacionado com a poeira ejetada."

"Mas, embora seja tentador pensar que estamos detectando material que pode ter sido libertado do interior do cometa, é muito cedo para dizer com certeza que este é o caso."

Cerca de 14 horas depois da explosão, o GIADA detectava impactos de partículas de poeira a taxas de 30 por dia, em comparação com apenas 1 a 3 por dia no início de julho. Foi registado um pico de 70 durante um período de 4 horas no dia 1 de agosto, indicando que a explosão continuava tendo um efeito significativo sobre o ambiente de poeira nos dias seguintes.

"Não foi apenas a abundância das partículas, mas também as suas velocidades medidas pelo GIADA, que nos disseram que algo 'diferente' estava acontecendo: a velocidade média das partículas aumentou de 8 m/s até cerca de 20 m/s, com picos de 30 m/s; uma bela festa de poeira!", comenta Alessandra Rotundi, pesquisadora principal da Universidade de Nápoles "Parthenope", na Itália.

Talvez o resultado mais surpreendente é que a explosão foi tão intensa que até conseguiu empurrar o vento solar para longe do núcleo durante alguns minutos, uma observação única efetuada pelo magnetômetro do conjunto de instrumentos RPC da Rosetta.

O vento solar é o fluxo constante de partículas eletricamente carregadas oriundas do Sol, transportando o seu campo magnético para o Sistema Solar. As medições anteriores feitas pela Rosetta e pelo Philae já tinham mostrado que o cometa não era magnetizado, por isso a única fonte para o campo magnético medido em seu redor é o vento solar.

Mas o vento solar não passa desimpedido. Dado que o cometa expele gás, o vento solar fica como que "paralisado" quando encontra esse gás e é atingido um equilíbrio de pressão.

"O campo magnético do vento solar começa a amontoar-se como um engarrafamento e eventualmente deixa de se mover na direção do núcleo do cometa, criando uma região livre de campos magnéticos no lado virado para o Sol do cometa, a que chamamos 'cavidade diamagnética'," explica Charlott Götz, da equipe do magnetômetro no Institute for Geophysics and extraterrestrial Physics em Braunschweig, Alemanha.

cavidade diamagnética

© ESA/Rosetta/RPC/IGEP/IC (cavidade diamagnética)

As cavidades diamagnéticas fornecem informações fundamentais sobre a forma como um cometa interage com o vento solar, mas a única detecção prévia de tal cavidade associada com um cometa tinha sido feita a cerca de 4.000 km do cometa Halley quando a sonda Giotto da ESA por lá passou em 1986.

O cometa da Rosetta é muito menos ativo que o Halley, por isso os cientistas esperavam encontrar uma cavidade muito menor, talvez no máximo com algumas de dezenas de quilômetros. Antes de 29 de julho, não tinham observado quaisquer sinais de uma cavidade diamagnética.

Mas, após a explosão desse dia, o magnetômetro detectou uma cavidade diamagnética que se prolongava, pelo menos, até 186 km do núcleo. Foi provavelmente criada pela libertação do gás, que aumentou o fluxo de gás neutro na cabeleira do cometa, forçando o vento solar a "parar" mais longe do cometa e assim empurrando a fronteira da cavidade para fora, para lá de onde a Rosetta viajava no momento.

"A Rosetta foi movida até distâncias de 300 km nas últimas semanas, a fim de evitar problemas com a navegação, problemas estes que podem ser provocados por poeira, e tínhamos considerado que a cavidade diamagnética estava, por enquanto, fora do nosso alcance. Mas parece que o cometa deu-nos uma mãozinha, trazendo a cavidade até à Rosetta," afirma Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta.

"Este é um evento fantástico que vai levar tempo para ser analisado, mas realça os excitantes momentos que estamos testemunhando no cometa durante esta 'quente' fase do periélio."

Fonte: ESA

sexta-feira, 7 de agosto de 2015

Rosetta ao redor de cometa durante um ano

A missão Rosetta da ESA celebrou ontem um ano ao redor do cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko e a sua maior aproximação ao Sol ocorrerá nesta semana.

cometa  67P Churyumov-Gerasimenko

© ESA/Rosetta/NAVCAM (cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko)

Esta imagem do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko foi obtida pela câmara de navegação da Rosetta no dia 30 de julho de 2015 a uma distância de 178 km do centro do cometa. A imagem tem uma resolução de 15,2 m/pixel e abrange 15,6 km.

Foi uma viagem longa mas emocionante para a Rosetta desde o seu lançamento em 2004. Passou pela Terra, por Marte e por dois asteroides antes de alcançar o seu destino final no dia 6 de agosto de 2014. Nos meses seguintes, a missão tornou-se a primeira a orbitar um cometa e a primeira a pousar suavemente um módulo, o Philae, à superfície.

As equipes da missão tiveram que superar muitos desafios, tiveram que aprender a voar num ambiente imprevisível e por vezes inóspito. A sonda enviou um tesouro de dados científicos deste cometa intrigante, abrangendo o seu interior, a sua superfície dramática e a nuvem circundante de poeira, gás e plasma.

"Esta missão é sobre descobertas científicas e todos os dias temos algo novo para admirar e tentar compreender," afirma Nicolas Altobelli, cientista do projeto Rosetta.

"Um ano de observações perto do cometa forneceu-nos uma riqueza de informações e estamos ansiosos por mais um ano de exploração."

Os destaques, até agora, incluem a descoberta de que o vapor de água do cometa tem um "sabor" diferente dos oceanos da Terra, alimentando o debate sobre o possível papel dos cometas e asteroides que forneceram água ao nosso planeta ao longo da sua história.

A primeira detecção de nitrogênio molecular num cometa forneceu pistas importantes sobre o ambiente de temperatura durante o "nascimento" do cometa. O nitrogênio molecular era comum durante a formação do Sistema Solar, mas necessitava de temperaturas muito baixas para ficar preso no gelo, de modo que as medições da Rosetta suportam a teoria que os cometas são originários do frio e distante Cinturão de Kuiper.

Os dados recolhidos pela Rosetta e pelo Philae durante a descida à superfície permitiram aos cientistas deduzir que o núcleo do cometa não é magnetizado, pelo menos em grandes escalas.

Apesar de se pensar que os campos magnéticos desempenharam uma função importante no movimento de pequenos grãos magnetizados de poeira no Sistema Solar jovem, as medições da Rosetta e do Philae mostram que não continuaram a desempenhar um papel significativo quando as partículas formaram blocos maiores com vários metros de diâmetro.

Estes são apenas alguns dos inúmeros exemplos de descobertas científicas da Rosetta e a maioria vem de dados obtidos durante o início das atividades cometárias.

momentos do primeiro ano da Rosetta em órbita do cometa

© ESA (momentos do primeiro ano da Rosetta em órbita do cometa)

Agora, o cometa e a sonda estão a uma semana do periélio, o ponto da sua órbita de 6,5 anos em que está mais próximo do Sol. No dia 13 de agosto, estarão a 186 milhões de quilômetros do Sol, cerca de um-terço da distância do encontro de há um ano atrás.

"O período de tempo em torno do periélio é cientificamente muito importante, pois o calor do Sol e a resultante saída de gás e poeira atingem o máximo, fornecendo pistas importantes sobre este momento fundamental no ciclo de vida total do cometa," comenta Nicolas.

"Por exemplo, as mudanças à superfície podem revelar material fresco que ainda não foi alterado pela radiação solar ou pelos raios cósmicos, dando-nos uma janela sobre as camadas subsuperficiais do cometa; esta será a primeira vez na exploração de cometas que as mudanças à superfície podem ser monitoradas em relação ao aumento de atividade."

A Rosetta tem estudado o aumento de atividade ao longo dos últimos meses, à medida que os seus gelos aquecem, tornam-se em gás e são expelidos para o espaço, arrastando poeira cometária. Juntos, o gás e a poeira criam uma atmosfera difusa, ou cabeleira, ao redor do núcleo e uma longa cauda que estende-se por mais de 120.000 km para o espaço, cauda esta que só pode ser vista de longe.

A Rosetta tem um lugar de destaque no estudo de onde e como esta atividade surge à superfície do cometa. No início de 2015, a sonda passou a apenas 6 km para finalizar algumas medições, mas à medida que o nível de gás e poeira aumentava, a Rosetta foi forçada a estudar o cometa a partir de distâncias mais seguras, e opera atualmente entre os 250 e os 300 km.

"À medida que o periélio se aproxima, as operações perto do cometa provaram ser especialmente difíceis: o aumento do nível de poeira cometária confunde os navegadores estelares da Rosetta e, sem estes funcionando corretamente, a Rosetta não consegue orientar-se devidamente no espaço," afirma Sylvain Lodiot, gestor das operações da Rosetta.

"Todas as equipes envolvidas, incluindo o controle de voo, dinâmica de voo e operações científicas, tiveram que aprender a adaptar-se a estas condições em tempo real. Tivemos que repensar totalmente o modo como operamos a sonda e tivemos que planejar as atividades científicas em escalas de apenas alguns dias ou semanas. Tem sido um grande desafio, mas certamente torna a missão ainda mais emocionante."

Um aspeto importante do estudo a longo prazo da Rosetta será a observação da diminuição da atividade cometária nos meses que se seguem ao periélio. A esperança é que a Rosetta acabará por ser capaz de se aproximar, novamente, do núcleo e ver como a superfície mudou durante o encontro próximo com o Sol.

"Um ano depois da chegada, a Rosetta acumulou uma série de êxitos impressionantes," desde a aterragem do Philae, até às muitas descobertas científicas e consequentes publicações," acrescenta Patrick Martin, gestor da missão Rosetta.

"A colheita científica deve continuar até ao próximo ano, enquanto observamos o comportamento pós-periélio do cometa, antes do grande final da Rosetta, marcado para setembro de 2016, quando planejamos fazer pousar a sonda no cometa."

Fonte: ESA

terça-feira, 21 de julho de 2015

As caudas do cometa PanSTARRS

Depois de viajar à oeste no horizonte nos céus de verão do hemisfério norte o cometa PanSTARRS (C/2014 Q1) passou para os céus no inverno do hemisfério sul.

cometa C2014 Q1 PanSTARRS

© Kevin Parker (cometa C/2014 Q1 PanSTARRS)

O cometa C/2014 Q1 é um visitante do Sistema Solar interior descoberto em 16 agosto de 2014 pela prolífera pesquisa do consórcio PanSTARRS, localizado Haleakala no Havaí.

Esta imagem foi obtida pelo Home Observatory em Mackay, Queensland (Austrália), em 17 de julho de 2015, na 5ª magnitude e retratando suas caudas coloridas. O campo de visão se espalha por 1 grau nos céus.

Viajando velozmente através dos céus o cometa PanSTARRS havia se aproximado ao máximo do nosso planeta dois dias antes. Mesmo assim, as tênues estrelas da constelação de Câncer deixaram pequenos riscos nesta imagem telescópica alinhada mecanicamente com o movimento rápido do cometa.

A cauda iônica azulada do cometa PanSTARRS permanece alinhada justamente na direção oposta ao Sol, empurrada pelo vento solar. Dirigida pela pressão da luz solar, a mais difusa cauda amarelada de poeira é puxada para trás da trajetória do cometa, evidenciando sua direção orbital. Agora, apesar de sua magnitude estar subindo, este cometa é um bom alvo para binóculos nos céus do hemisfério sul nas próximas semanas, passando próximo de Vênus, Júpiter e da brilhante estrela Regulus.

localização do cometa C2014 Q1 PanSTARRS

© Cartes du Ciel (localização do cometa C2014 Q1 PanSTARRS)

O diagrama acima mostra a localização do cometa no hemisfério sul às 18:00 hs de hoje (horário de Brasília).

Fonte: NASA

terça-feira, 7 de julho de 2015

Cometa pode abrigar micro-organismos ativos

Dois cientistas planetários do Reino Unido, o especialista em cometas Prof. Chandra Wickramasinghe do Buckingham Center for Astrobiology e o Dr. Max Wallis da University of Cardiff, têm uma possível explicação para as estranhas propriedades do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko que está sendo estudado pela sonda Rosetta da ESA: são micro-organismos que moldam a atividade cometária.

mosaico do cometa 67P Churyumov-Gerasimenko

© ESA/Rosetta (mosaico do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko)

O cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko é relativamente pequeno e pertence à família de cometas de Júpiter, com cerca de 4 km de diâmetro, movendo-se a uma velocidade de 135.000 km/h.

Ele circunda o Sol com um período de 6,45 anos, entre as órbitas de Júpiter e da Terra, que representa algo em torno de 800 milhões a 186 milhões de quilômetros do Sol.

“Apesar do cometa ter uma crosta muito escura, as imagens da Rosetta mostram alguns indicativos de uma morfologia congelada na subsuperfície. O cometa apresenta, áreas suaves e planas e crateras com o assoalho plano, ambas as características também foram observadas no cometa Tempel-1”, disseram os cientistas.

“A superfície do cometa 67P, é salpicada com grandes pedaços de rochas como o Cometa Hartley-2, enquanto que o terreno paralelo aparece como uma nova feição de gelo. As maiores áreas planas curvas ao redor de um dos lóbulos do cometa, e suas crateras se estendem por cerca de 150 metros de diâmetro e são formadas por corpos de água recongelados sobrepostos com detritos ricos em matéria orgânica com cerca de 10 cm”.

“Os sulcos paralelos referem-se a flexão do corpo formado por dois lobos assimétricos em rotação, que geram fraturas no corpo de gelo subjacente”.

“Todas essas características são consistentes com uma mistura de gelo e material orgânico que se consolida sob o calor do Sol durante a órbita do cometa, quando micro-organismos ativos podem ser mantidos”.

pedras, crateras e penhascos íngremes no cometa

© ESA/Rosetta (pedras, crateras e penhascos íngremes no cometa)

Vários aspectos da superfície do cometa, incluindo pedras, crateras e penhascos íngremes são claramente visíveis na imagem acima.

Nos seus modelos, os micro-organismos alienígenas provavelmente necessitam de corpos de água líquida para colonizar o cometa e poderiam habitar as fraturas no gelo e na neve. Organismos contendo sais anticongelantes são particularmente bons candidatos para se adaptarem nessas condições e alguns deles poderiam ser ativos em temperaturas abaixo de 40 graus Celsius.

Áreas iluminadas pelo Sol no cometa se aproximaram dessa temperatura em Setembro de 2014, quando ele estava a 500 milhões de quilômetros de distância do Sol e fracas emissões de gás eram evidentes. À medida que ele se aproxima do Sol, com o periélio acontecendo a 195 milhões de quilômetros, com a temperatura aumentando e a atividade gasosa se tornando mais ativa, também os micro-organismos poderiam ficar cada vez mais ativos.

“A emissão de gás já era evidente em Setembro a 3,3 UA, com a temperatura de pico na superfície entre 220 e 230 K, o que implica moléculas de água fracas e/ou misturas orgânicas não consolidadas. O aumento na taxa de emissão de gases à medida que o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko alcança o periélio a cerca de 1,3 UA revelarão a ativação de possíveis micro-organismos bem como a natureza e prevalência de gelo próximo da superfície”, dizem os cientistas.

“A Rosetta já está mostrando que o cometa não pode ser visto como um corpo inativo e profundamente congelado, mas que suporta sim processos geológicos e que poderia ser um lugar próspero para uma vida microscópica, mais hospitaleiro até do que as regiões no Ártico e na Antártica”.

“Se o módulo orbital Rosetta encontrar alguma evidência de vida no cometa, isso seria um tributo para marcar o centenário de nascimento de Sir Fred Hoyle, um dos pioneiros da Astrobiologia”.

Os cientistas apresentaram suas ideias numa conferência, realizada ontem no National Astronomy Meeting em Llandudno, em Wales, no Reino Unido.

Fonte: Royal Astronomical Society

sexta-feira, 3 de julho de 2015

Depressões no cometa 67P/C-G geram jatos

Um certo número dos jatos de poeira que emergem do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko podem ser traçados até poços ativos que provavelmente foram formados pelo colapso repentino da superfície, fornecendo um vislumbre do interior caótico e diverso do cometa.

cavidades no hemisfério norte do cometa

© ESA/Rosetta/MPS (cavidades no hemisfério norte do cometa)

A imagem acima mostra 18 cavidades que foram identificadas pela câmara OSIRIS da Rosetta no hemisfério norte do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. As fossas têm o nome da região onde foram encontradas e algumas delas estão ativas. A imagem de contexto foi obtida no dia 3 de agosto de 2014 a uma distância de 285 km.
Em destaque nota-se a ampliação do buraco ativo denominado Seth_01, medindo cerca de 220 metros em diâmetro, que revela pequenos jatos emanados a partir das paredes interiores. Também mostra a estrutura interna e complexa do cometa. A imagem foi captada no dia 20 de outubro de 2014 a uma distância de 7 km da superfície do cometa.

A Rosetta esta analisando a atividade do Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko há mais de um ano, observando como o seu halo de poeira e gás cresce à medida que o cometa se aproxima do Sol.

A partir de uma distância de algumas centenas de quilômetros, a Rosetta observa um padrão intricado de jatos de poeira emitidos do núcleo à medida que fogem para o espaço. Mas agora, graças a imagens de alta resolução da câmara OSIRIS obtidas no ano passado a apenas 10 a 30 km do centro do cometa, pelo menos alguns destes jatos de poeira podem ser seguidos até locais específicos à superfície, a primeira observação do gênero.

Neste estudo foram identificados 18 poços quase circulares no hemisfério norte do cometa, alguns dos quais são fonte de atividade contínua.

Estas depressões têm entre algumas dezenas e centenas de metros em diâmetro e estendem-se até 210 metros abaixo da superfície para um solo coberto por poeira macia. Observou-se material saindo dos buracos mais ativos.

"Vemos jatos decorrentes das áreas fraturadas das paredes internas dos buracos. Estas fraturas contêm materiais voláteis presos sob a superfície que podem ser aquecidos mais facilmente e, posteriormente, escapam para o espaço," afirma Jean-Baptiste Vincent do Instituto Max Planck para a Investigação do Sistema Solar, autor principal do estudo.

Os cientistas que analisam as imagens pensam que os poços são formados quando o teto de uma cavidade à subsuperfície torna-se demasiado fino para suportar o seu próprio peso e acaba por colapsar, formando uma fossa. Isto expõe o interior fraturado do cometa, permitindo que o material, de outra forma escondido, sublime, continuando assim a corroer o buraco com o passar do tempo.

"Embora nós pensemos que o colapso que produz o buraco seja súbito, a cavidade no subsolo poroso pode crescer ao longo de períodos muito mais longos," afirma Sebastien Besse, do centro técnico ESTEC da ESA, na Holanda, coautor do estudo.

Os autores sugerem três cenários possíveis para a formação dos buracos.

O primeiro, é que já existiam desde a formação do cometa, como resultado de colisões a baixa velocidade entre os blocos primordiais de construção com dezenas e centenas de metros em tamanho. O desabamento do teto, acima de um vazio, pode ser desencadeado através do enfraquecimento da superfície, talvez por sublimação, agitação sísmica ou pelo impacto de pedregulhos expelidos de outros lugares do cometa.

Outra hipótese, é que se trata de sublimação direta de bolsas de gelos voláteis como dióxido e monóxido de carbono abaixo da superfície, aquecidos pelo calor da luz solar que penetra a camada superior de poeira.

Alternativamente, a sublimação pode ser impulsionada pela energia libertada por água gelada que muda de um estado físico amorfo para cristalino, sublimando gelos vizinhos mais voláteis como o dióxido de carbono e monóxido de carbono.

Caso seja qualquer dos dois últimos processos, então o fato de que as fossas não são vistas em todos os locais pode indicar uma distribuição desigual de gelos no interior do cometa.

"Independentemente dos processos que criam as cavidades, estas características mostram-nos que existem grandes diferenças estruturais e/ou composicionais dentro das primeiras centenas de metros da superfície do cometa e que as cavidades revelam materiais relativamente não transformados que, caso contrário, não seriam visíveis," explica Sebastien.

Os autores observam que as características internas reveladas nas paredes dos buracos variam significativamente de poço para poço, e incluem materiais fraturados, camadas horizontais e estrias verticais, e/ou estruturas globulares apelidadas de "goosebumps" (em português, arrepios).

"Nós pensamos ser capazes de usar as aberturas para caracterizar as idades relativas da superfície do cometa: quantas mais fossas existirem numa região, mais jovem e menos processada é a superfície," observa Jean-Baptiste.

"Isto é confirmado por observações recentes do hemisfério sul: este hemisfério está mais transformado porque recebe significativamente mais energia que o hemisfério norte e parece não apresentar estruturas semelhantes."

As cavidades ativas são particularmente íngremes, enquanto os buracos sem atividade observada são mais rasos e, em vez disso, podem indicar regiões ativas no passado. A equipe sugere que os buracos ativos são os mais jovens, enquanto os de meia-idade têm pedregulhos no chão que caíram dos lados. Entretanto, os mais antigos têm orlas deterioradas e estão recheados de poeira.

"Estamos analisando as nossas observações para ver se esta teoria é verdadeira e se esta 'série temporal' está, por exemplo, relacionada com a evolução térmica e interna do cometa," comenta Sebastien.

"Mas achamos que a maioria das depressões ativas já devem ter estado presentes durante várias órbitas em torno do Sol, caso contrário esperávamos ver uma série de surtos à medida que os seus colapsos eram provocados durante a órbita atual."

A Rosetta testemunhou um surto durante a sua aproximação ao cometa em abril de 2014, que se pensa ter gerado entre 1.000 e 100.000 kg de material. Os autores afirmam que a origem deste surto poderá ter sido o colapso de uma cavidade, mas apenas uma pequena fração do volume total de uma cavidade normal foi libertada nesse momento.

Por exemplo, considerando a densidade média medida no cometa, 470 kg por metro cúbico, a rápida evacuação de um típico buraco com 140 metros de largura e 140 metros de profundidade resultaria na libertação de aproximadamente um bilhão de kg de material, várias ordens de magnitude maiores do que o observado em abril de 2014.

"Nós estamos muito interessados em ver como estes poços ativos evoluem e, quem sabe, possamos testemunhar a formação de um novo poço," afirma Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.

"Ser capaz de observar mudanças no cometa, em particular ligando a atividade com características à superfície, é uma capacidade fundamental da Rosetta e nos ajudará a melhor compreender como o interior e a superfície do cometa têm evoluído desde a sua formação."

"E com a extensão da missão até setembro de 2016, podemos fazer o melhor trabalho possível em desvendar como os cometas funcionam."

O estudo foi publicado com o título “Large heterogeneities in comet 67P as revealed by active pits from sinkhole collapse” na revista Nature.

Fonte: ESA

quinta-feira, 25 de junho de 2015

Detectado gelo em superfície de cometa

Usando a câmera científica de alta resolução a bordo da sonda Rosetta da ESA, cientistas identificaram mais de uma centena de aglomerações de gelo de água com poucos metros de tamanho na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.

seis manchas brilhantes na superfície do cometa

© ESA/Rosetta (seis manchas brilhantes na superfície do cometa)

A sonda Rosetta chegou no cometa em Agosto de 2014 a uma distância de cerca de 100 km e eventualmente orbitou o cometa a 10 km ou menos, permitindo imagens de alta resolução da superfície.

Com base nas observações do gás emergente dos cometas, sabe-se a muito tempo que eles são ricos em gelo. À medida que eles se movem para mais perto do Sol ao longo de suas órbitas, suas superfícies são aquecidas e o gelo sublima em gás, que é então ejetado do núcleo, se arrastando junto com as partículas de poeira mergulhadas no gelo para formar a coma e a cauda.

Porém, alguma poeira do cometa também permanece na superfície à medida que o gelo abaixo sublima, ou cai de volta no núcleo em qualquer lugar, cobrindo-o com uma fina camada de material empoeirado e deixando muito pouco gelo diretamente exposto na superfície. Esses processos ajudam a explicar por que o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko e outros cometas vistos em missões anteriores são tão escuros.

Apesar disso, o conjunto de instrumentos da Rosetta já tinha detectado uma variedade de gases, incluindo vapor d’água, dióxido de carbono e monóxido de carbono, que provavelmente são originados de reservatórios localizados abaixo da superfície.

Agora, usando as imagens feitas pela câmera de ângulo restrito do instrumento OSIRIS da Rosetta em Setembro de 2014, os cientistas identificaram 120 regiões na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, que são cerca de 10 vezes mais brilhantes do que o brilho médio da superfície.

Algumas dessas regiões brilhantes são encontradas em aglomerados, enquanto outras aparecem isoladas, e quando observadas em alta resolução, muitas delas parecem ser pedaços de rochas mostrando regiões brilhantes nas suas superfícies.

Os aglomerados brilhantes compreendem algumas rochas com dezenas de metros de tamanho se espalhando por dezenas de metros, tipicamente encontradas em campos de detritos na base dos desfiladeiros. Eles são provavelmente o resultado de erosões recentes ou colapsos da parede do desfiladeiro revelando um material mais recente abaixo da superfície coberta de poeira.

Em contraste, alguns desses objetos brilhantes isolados são encontrados em regiões sem qualquer relação aparente com o terreno ao redor. Acredita-se que esses objetos sejam soerguidos de qualquer lugar no cometa durante um período de atividade cometária, mas com velocidade insuficiente para escapar da força gravitacional do cometa completamente.

Em todos os casos, as manchas brilhantes foram encontradas em áreas que recebem relativamente pouca energia solar, como numa sombra de um desfiladeiro, e sem mudanças significantes foram observadas entre imagens feitas durante um período de um mês. Além disso, eles foram encontrados como sendo mais azulados na luz visível se comparado com o fundo avermelhado, consistente com uma componente congelada.

“O gelo de água é a explicação mais plausível para ocorrência e as propriedades dessas feições”, disse Antonie Pommerol da Universidade de Bern e principal autor do estudo.

“No momento das nossas observações, o cometa estava longe o suficiente do Sol de modo que a taxa com a qual o gelo de água sublimava era de menos de 1 mm por hora de energia solar incidente. Em contraste, se o dióxido de carbono ou o gelo de monóxido de carbono estivesse exposto, ele rapidamente sublimaria quando iluminado pela mesma quantidade de luz do Sol. Nós não esperávamos ver esse tipo de gelo estável na superfície dessa vez”.

A equipe também usou experimentos em laboratório para testar o comportamento do gelo de água misturado com diferentes minerais sob uma iluminação solar simulada para que pudessem ter uma melhor ideia do processo. Eles descobriram que depois de algumas horas de sublimação, um manto de poeira escura com alguns milímetros de espessura se formava. Em alguns lugares isso agiu para esconder completamente qualquer traço visível do gelo abaixo, mas ocasionalmente grãos de poeira maiores ou aglomerações de poeira surgiriam da superfície e poderiam se mover para qualquer lugar expondo manchas brilhantes de gelo de água.

“Uma camada com 1 mm de espessura de poeira escura é suficiente para esconder as camadas abaixo dos instrumentos ópticos”, confirma Holger Sierks, principal pesquisador do instrumento OSIRIS no Max Planck Institute for Solar System Research em Göttingen.

“A superfície escura e relativamente homogênea do núcleo do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, somente pontuada por alguns pontos brilhantes com metros de tamanho, pode ser explicada pela presença de um fino manto de poeira composto de mineral refratário e matéria orgânica, com os pontos brilhantes correspondendo a áreas onde o manto de poeira foi removido, revelando a subsuperfície abaixo rica em gelo de água”.

A equipe também especulou sobre o tempo de formação das manchas congeladas. Uma hipótese é que eles foram formados na época da última vez em que o cometa se aproximou do Sol, a 6,5 anos atrás, com os blocos congelados ejetados de regiões permanentemente sombreadas, preservando-as por alguns anos abaixo da temperatura de pico necessária para a sublimação.

Outra ideia é que mesmo em distâncias relativamente grandes do Sol, a atividade guiada pelo monóxido de carbono e pelo dióxido de carbono poderia ejetar os blocos congelados. Nesse cenário, assume-se que a temperatura não foi alta o suficiente para a sublimação da água, de tal modo que os componentes ricos em gelo de água pudessem sobreviver a qualquer gelo de monóxido de carbono e dióxido de carbono exposto.

“À medida que o cometa continua a se aproximar do periélio, o aumento da iluminação solar nas manchas brilhantes que uma vez estavam na sombra deveriam causar mudanças na sua aparência, e nós podemos esperar ver novas regiões e regiões maiores de gelo exposto”, disse Matt Taylor, cientista de projeto da Rosetta da ESA.

“Combinando as observações do OSIRIS realizadas antes e depois do periélio com outros instrumentos, fornecerão ideias valiosas sobre o que dirige a formação e a evolução dessas regiões”.

Um novo estudo focando numa análise de brilhantes partes de gelo exposto na superfície do cometa foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESA

sexta-feira, 5 de junho de 2015

Surpresa em ultravioleta na coma de cometa

Observações feitas da coma mais interna do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko revelaram surpresas.

fótons solares ionizam moléculas produzindo elétrons

© ESA (fótons solares ionizam moléculas produzindo elétrons)

A sonda Rosetta descobriu processos inesperados na cabeleira do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Na imagem acima, os fótons solares ionizam moléculas de água e de dióxido de carbono produzindo elétrons (1), que interagem com outras moléculas de água e de dióxido de carbono gerando emitindo ultravioleta (2).

O espectrógrafo de ultravioleta distante Alice, a bordo da sonda Rosetta da ESA indicou que os elétrons próximos da superfície do cometa, não fótons solares, como se pensava anteriormente, causaram a quebra do dióxido de carbono e das moléculas de água sendo expelidas da superfície do cometa.

Uma equipe de cientistas liderada pelo Prof. Paul Feldman da Universidade Johns Hopkins em Baltimore relata a detecção feita pelo instrumento Alice da NASA, quando a sonda estava entre 10 km e 80 km do centro do núcleo do cometa.

O Prof. Feldman e outros pesquisadores focaram na natureza das plumas da água e de dióxido de carbono emitidos pela superfície do cometa, geradas pelo calor do Sol.

Para isso, eles observaram a emissão dos átomos de hidrogênio e oxigênio resultantes da quebra de moléculas de água, e similarmente os átomos de carbono das moléculas de dióxido de carbono, perto do núcleo do cometa.

Eles descobriram que as moléculas eram quebradas em um processo de dois passos.

Primeiro, um fóton ultravioleta do Sol atinge uma molécula de água na coma do cometa e o inoniza, emitindo um elétron energético. Esse elétron então atinge outra molécula de água na coma, quebrando-a em um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio, e energizando-os durante o processo. Esses átomos então emitem luz ultravioleta que é detectado nos seus comprimentos de onda característicos pelo espectrógrafo Alice.

Similarmente, é o impacto de um elétron com uma molécula de dióxido de carbono que resulta na quebra em átomos e nas emissões de carbono observadas.

A imagem espectral abaixo foi obtida pelo espectrógrafo de ultravioleta distante Alice. A emissão de oxigênio (O1) e carbono (C1) na coma são indicados. Os brilhos das bandas Lyman alfa e Lyman beta são devidas ao impacto dos elétons na água.

imagem espectral da emissão de oxigênio e carbono

© ESA/Alice (imagem espectral da emissão de oxigênio e carbono)

“As análises das intensidades relativas das emissões atômicas nos permitem determinar que nós estamos observando diretamente as moléculas principais que estão sendo quebradas pelos elétrons na vizinhança imediata, a cerca de 1 km, do núcleo do cometa onde elas estão sendo produzidas”, explicou o Prof. Feldman, principal autor do artigo que evidencia os resultados.

“A descoberta que nós estamos reportando é bem inesperada”, disse o Dr. Alan Stern do Southwest Research Institute em Boulder, no Colorado.

“Isso nos mostra o valor de estarmos indo para os cometas e os observando bem de perto, já que essa descoberta simplesmente não poderia ter sido feita do nosso planeta ou de algum telescópio em órbita. E isso, está fundamentalmente transformando nosso conhecimento dos cometas”.

Aqui da Terra, ou de observatórios espaciais próximos da Terra como o Hubble, os constituintes atômicos dos cometas só podem ser vistos depois que suas moléculas principais, como a água e o dióxido de carbono, foram quebradas pela luz do Sol, de centenas a milhares de quilômetros de distância do núcleo do cometa.

O instrumento Alice da Rosetta também estudou a superfície do cometa e usará em estudos futuros da sua atmosfera à medida que o cometa se aproxima do Sol e sua pluma torna-se mais ativa devido ao aquecimento solar.

As observações do cometa ajudarão os pesquisadores a aprender mais sobre a origem e a evolução do Sistema Solar e o papel que os cometas podem ter tido em ter trazido água para o nosso planeta.

Um artigo que apresenta os resultados foi aceito para publicação na revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESA