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