Cometas são detectados fora do Sistema Solar

Cientistas do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e outras instituições, trabalhando em estreita colaboração com astrônomos amadores, avistaram as caudas poeirentas de seis exocometas, ou seja, cometas fora do nosso Sistema Solar, em órbita de uma tênue estrela a 800 anos-luz da Terra.

© Danielle Futselaar (ilustração de exocometa em sistema estelar)

Estas bolas cósmicas de gelo e poeira, que eram do tamanho do Cometa Halley e viajavam a cerca de 160 mil quilômetros por hora antes de se vaporizarem, são alguns dos objetos mais pequenos já encontrados fora do nosso próprio Sistema Solar.

A descoberta marca a primeira vez que um objeto tão pequeno quanto um cometa foi detectado usando fotometria de trânsito, uma técnica em que é observada a luz de uma estrela à procura de indicadoras quedas de intensidade. Estas diminuições assinalam trânsitos potenciais, passagens de planetas ou outros objetos em frente de uma estrela, que bloqueiam momentaneamente uma pequena fração da sua luz.

No caso desta nova detecção, os pesquisadores foram capazes de discernir a cauda do cometa, ou cauda de gás e poeira.

"É incrível que algo muito menor que a Terra possa ser detectado apenas pelo fato de que está emitindo muitos destroços," comenta Saul Rappaport, professor emérito de física no Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT.

A detecção foi feita usando dados do telescópio espacial Kepler da NASA, que procura diminuições na luz estelar provocadas pelo trânsito de exoplanetas.

A procura de algo fora do comum que os algoritmos de computador pudessem não ter notado, foram avistados três trânsitos únicos em torno de KIC 3542116, uma estrela fraca localizada a 800 anos-luz da Terra.

Num típico trânsito planetário, a curva de luz resultante assemelha-se a um "U", com uma queda acentuada, e posteriormente um aumento igualmente acentuado, como resultado do bloqueio da luz da estrela pelo planeta. No entanto, as curvas de luz identificadas na estrela KIC 3542116 pareciam assimétricas, com um mergulho acentuado, seguido por um aumento mais gradual.

Rappaport apercebeu-se que a assimetria nas curvas de luz pareciam-se com planetas desintegrantes, com longas caudas de detritos que continuariam bloqueando parte da luz à medida que o planeta se afastava da estrela. No entanto, tais planetas desintegrantes orbitam a sua estrela, fazendo trânsitos repetidos. Em contraste, não foi observado este padrão periódico nestes trânsitos.

O único tipo de objeto que se adapta, e tem uma massa suficientemente pequena para ser destruído, é um cometa.

Os pesquisadores calcularam que cada cometa bloqueou cerca de um-décimo de 1% da luz estelar. Para fazer isto vários meses antes de desaparecer, o cometa provavelmente desintegrou-se completamente, criando um rasto de poeira espesso o suficiente para bloquear esta quantidade de luz estelar.

O fato destes seis exocometas parecerem ter transitado muito perto da sua estrela nos últimos quatro anos levanta algumas questões intrigantes, cujas respostas podem revelar algumas verdades sobre o nosso próprio Sistema Solar.

Porque existem tantos cometas nas regiões interiores destes sistemas solares? Será uma era extrema de bombardeamento? Esta foi uma parte realmente importante da formação do nosso próprio Sistema Solar e pode ter trazido água à Terra. Talvez o estudo dos exocometas nos possam dar informações sobre como os bombardeamentos ocorrem nos outros sistemas solares.

No futuro, a missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) vai continuar o tipo de pesquisa feita pelo Kepler.

Este estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Massachusetts Institute of Technology

Rosetta encontrou pluma em cometa

No ano passado, uma fonte de poeira foi detectada jorrando de dentro do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, levando à pergunta: como foi impulsionada?

© ESA/Rosetta (cometa Churyumov-Gerasimenko)

Os cientistas sugerem agora que a explosão foi conduzida de dentro do cometa, talvez liberada de antigos respiradouros de gás ou bolsas de gelo escondido.

A pluma foi vista pela nave espacial Rosetta da ESA, em 3 de julho de 2016, apenas alguns meses antes do final da missão e quando o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko estava se afastando do Sol, a uma distância de quase 500 milhões de quilômetros.

A pluma de poeira brilhante que soprava para longe da superfície durou cerca de uma hora, produzindo cerca de 18 kg de poeira a cada segundo.

Além de um aumento acentuado do número de partículas de poeira que fluíam do cometa, a Rosetta também detectou pequenos grãos de água gelada.

As imagens mostraram a localização da explosão: uma parede com 10 m de altura em torno de uma depressão circular na superfície.

Plumas, falésias em colapso e elementos semelhantes foram anteriormente observados no cometa, mas detectar este foi especialmente afortunado: além de fotografar a localização em detalhes, a Rosetta também recolheu amostras do próprio material ejetado.

Inicialmente, os cientistas achavam que a pluma poderia ter sido o gelo superficial evaporando na luz solar. No entanto, as medições da Rosetta mostraram que tinha que haver algo mais enérgico para lançar esta quantidade de poeira no espaço.

Como esta energia foi liberada ainda não está claro. Talvez fossem bolhas de gás pressurizadas subindo por cavidades subterrâneas e explodindo livremente através de aberturas antigas, ou reservas de gelo reagindo violentamente quando expostas à luz solar.

Um dos principais objetivos da sonda Rosetta foi entender como funciona um cometa. Por exemplo, como se forma o seu invólucro gasoso e muda ao longo do tempo?

Os cientistas da Rosetta estão agora combinando medições obtidas a partir do cometa com simulações de computador e trabalho de laboratório, para descobrir o que impulsiona tais plumas em cometas.

Fonte: ESA

Hubble vê o mais distante cometa ativo

O telescópio espacial Hubble fotografou um cometa ativo dirigindo-se na direção do Sol, a uma enorme distância de 2,41 bilhões de quilômetros da nossa estrela (para além da órbita de Saturno).

© Hubble (cometa K2)

Ligeiramente aquecido pelo longínquo Sol, já começou a desenvolver uma nuvem de poeira difusa com quase 129 mil quilômetros de comprimento, a que chamamos coma ou cabeleira, envolvendo um núcleo sólido e minúsculo de gás e poeira congelados. Estas observações representam os sinais mais precoces de atividade, alguma vez vistos, num cometa que entra na zona planetária do Sistema Solar pela primeira vez.

O cometa, chamado C/2017 K2 (PANSTARRS) ou "K2", viajando durante milhões de anos desde os confins distantes e frios do Sistema Solar, onde a temperatura é de aproximadamente –262 ºC. A órbita do cometa indica que é oriundo da Nuvem de Oort, uma região esférica com quase um ano-luz em diâmetro e que contêm centenas de bilhões de cometas. Os cometas são remanescentes gelados da formação do Sistema Solar há 4,6 bilhões de anos e, portanto, têm uma composição gelada pristina.

"K2 está tão longe do Sol e é tão frio, que sabemos com certeza que a atividade não é produzida, como nos outros cometas, pela evaporação de água gelada," comenta David Jewitt, pesquisador da Universidade da Califórnia em Los Angeles, EUA. "Em vez disso, pensamos que a atividade se deve à sublimação [passagem do estado sólido diretamente para o estado gasoso] de supervoláteis à medida que o K2 faz a sua primeira entrada na zona planetária do Sistema Solar. É por isso que é especial. Este cometa está tão distante e é tão incrivelmente frio que a água gelada é como se fosse rocha."

Com base nas observações do Hubble da cabeleira de K2, a luz solar está aquecendo os gases voláteis congelados - como oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono e monóxido de carbono, que cobrem a superfície gelada do cometa. Estes gelos voláteis saem do cometa e liberam poeira, formando a coma. Estudos anteriores da composição de cometas, perto do Sol, revelaram a mesma mistura de gelos voláteis.

"Eu penso que estes voláteis estão espalhados pelo cometa K2 e, no início, há bilhões de anos, provavelmente em cada cometa da Nuvem de Oort," acrescenta Jewitt. "Mas estes voláteis à superfície são os que absorvem calor do Sol, então, em certo sentido, o cometa está expelindo a sua pele externa. A maioria dos cometas são descobertos muito mais perto do Sol, perto da órbita de Júpiter, de modo que quando os encontramos, estes voláteis superficiais já foram sublimados. Por isso, acho que o K2 é o cometa mais primitivo que já vimos."

O cometa K2 foi descoberto em maio de 2017 pelo Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) no Havaí, um projeto de pesquisa do programa de observações Near-Earth Object da NASA. Jewitt usou o instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble no final de junho para obter um olhar mais detalhado sobre o visitante gelado.

O "olho" afiado do Hubble revelou a extensão da cabeleira e também ajudou Jewitt a estimar o tamanho do núcleo, menos de 19 km de comprimento, embora a coma tênue tenha um tamanho equivalente a 10 diâmetros terrestres.

Esta vasta coma deve ter-se formado quando o cometa ainda estava mais longe do Sol. Através de imagens de arquivo, a equipe de Jewitt encontrou imagens do K2 e da sua coma tênue obtidas em 2013 pelo CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope) no Havaí. Mas o objeto era tão fraco que ninguém notou.

"Nós pensamos que o cometa está ativo, continuamente, há pelo menos quatro anos," afirma Jewitt. "Nos dados do CFHT, o K2 tinha uma cabeleira já a 3,2 bilhões de quilômetros do Sol, quando se encontrava entre as órbitas de Urano e Netuno. Já estava ativo e eu penso que assim tem permanecido continuamente. À medida que se aproxima do Sol, está ficando cada vez mais quente e a atividade cresce."

Mas, curiosamente, as imagens do Hubble não mostram a existência de uma cauda no K2, também característica dos cometas. A sua ausência indica que as partículas liberadas do cometa são demasiado grandes para a pressão de radiação do Sol as "varrer" e formar uma cauda.

Os astrônomos terão muito tempo para realizar estudos detalhados do cometa K2. Durante os próximos cinco anos, continuará a sua viagem até ao Sistema Solar interior antes de atingir a sua maior aproximação ao Sol em 2022, logo além da órbita de Marte. "Vamos monitorar, pela primeira vez, o desenvolvimento de atividade de um cometa que viaja desde a Nuvem de Oort ao longo de uma extraordinária gama de distâncias," comenta Jewitt. "Com a aproximação do Sol, deverá tornar-se cada vez mais ativo e, presumivelmente, formará uma cauda."

O telescópio espacial James Webb da NASA, um observatório infravermelho com lançamento previsto para 2019, pode medir o calor do núcleo, o que daria uma estimativa mais precisa do seu tamanho.

Os resultados foram publicados na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Space Telescope Science Institute