Água em cometas e nos oceanos da Terra

Pesquisadores descobriram que a água do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko tem uma assinatura molecular semelhante à da água dos oceanos da Terra.

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

Esta imagem, obtida pela câmara de navegação da Rosetta da ESA, foi obtida a cerca de 85 quilômetros do centro do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko no dia 14 de março de 2015.

Contrariando alguns resultados recentes, esta descoberta reabre a hipótese de cometas da família de Júpiter, como 67P, poderem ter ajudado a trazer água para a Terra. A água foi essencial para que a vida se formasse e florescesse na Terra e continua sendo fundamental para a vida terrestre atual. Embora fosse provável que existisse alguma água no gás e na poeira a partir dos quais o nosso planeta se materializou há cerca de 4,6 bilhões de anos, grande parte da água teria vaporizado porque a Terra se formou perto do calor intenso do Sol.

A forma como a Terra se tornou rica em água líquida continua sendo uma fonte de debate para os cientistas. A pesquisa mostrou que alguma da água da Terra teve origem no vapor liberado pelos vulcões; esse vapor condensou-se e choveu nos oceanos. Mas os cientistas descobriram evidências de que uma parte substancial dos nossos oceanos provém do gelo e dos minerais dos asteroides, e possivelmente dos cometas, que colidiram com a Terra.

Uma onda de colisões de cometas e asteroides com os planetas interiores do Sistema Solar há 4 bilhões de anos teria tornado isto possível. Embora a ligação entre a água dos asteroides e a da Terra seja forte, o papel dos cometas tem intrigado os cientistas. Várias medições de cometas da família de Júpiter, que contêm material primitivo dos primórdios do Sistema Solar e que se pensa terem sido formados para além da órbita de Saturno, mostraram uma forte ligação entre a sua água e a da Terra. Esta ligação baseia-se numa assinatura molecular chave que são utilizadas para rastrear a origem da água pelo Sistema Solar.

Esta assinatura é a proporção entre o deutério (D) e o hidrogênio normal (H) na água de qualquer objeto, e fornece pistas sobre o local onde esse objeto se formou. O deutério é um isótopo de hidrogênio, sendo o deutério um tipo raro e mais pesado. Quando comparado com a água da Terra, esta razão de hidrogênio nos cometas e asteroides pode revelar se existe uma ligação. Como a água com deutério tem maior probabilidade de se formar em ambientes frios, há uma maior concentração do isótopo em objetos que se formaram longe do Sol, como os cometas, do que em objetos que se formaram mais perto do Sol, como os asteroides.

As medições, efetuadas nas últimas duas décadas, do deutério no vapor de água de vários outros cometas da família de Júpiter revelaram níveis semelhantes aos da água da Terra. Em 2014, a missão Rosetta da ESA ao cometa 67P desafiou a ideia de que os cometas da família de Júpiter ajudaram a encher o reservatório de água da Terra. Os cientistas que analisaram as medições de água obtidas pela Rosetta encontraram a maior concentração de deutério de qualquer cometa e cerca de três vezes mais deutério do que nos oceanos da Terra, que têm cerca de 1 átomo de deutério por cada 6.420 átomos de hidrogênio. A Rosetta efetuou estas medições na coma de gás e poeira que rodeia o cometa 67P.

Os pesquisadores queriam compreender quais os processos físicos que causavam a variabilidade nas razões isotópicas de hidrogênio medidas nos cometas. Estudos laboratoriais e observações de cometas mostraram que a poeira cometária pode afetar as leituras da razão de hidrogênio que são detectadas no vapor do cometa, o que pode alterar a nossa compreensão da origem da água do cometa e da sua comparação com a água da Terra.

À medida que um cometa se move na sua órbita para mais perto do Sol, a sua superfície aquece, provocando a liberação de gás da superfície, incluindo poeira com pedaços de água gelada. A água com deutério adere mais facilmente aos grãos de poeira do que a água normal. Quando o gelo desses grãos de poeira é liberado para a coma, este efeito pode fazer com que o cometa pareça ter mais deutério do que tem. Quando a poeira chega à parte exterior da coma, a pelo menos 120 quilômetros do corpo do cometa, já está seca. Com o desaparecimento da água rica em deutério, uma nave espacial pode medir com precisão a quantidade de deutério proveniente do corpo do cometa.

Esta descoberta tem grandes implicações não só para o entendimento do papel dos cometas no fornecimento de água à Terra, mas também para a compreensão das observações de cometas que fornecem informações sobre a formação do Sistema Solar primitivo.

Um artigo foi publicado na revista Science Advances. 

Fonte: NASA

A anticauda do cometa Tsuchinshan-ATLAS

Em 14 de outubro, foi identificada uma anticauda no cometa C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS.

© Michael Jäger (cometa Tsuchinshan-ATLAS)

Esta imagem foi tirada após a aproximação máxima do cometa ao nosso planeta, que ocorreu em 12 de outubro. 

Observa-se também o aglomerado globular de estrelas M5 e a aparição tênue do cometa periódico 13P/Olbers perto do longo caminho da cauda de poeira esbranquiçada do cometa Tsuchinshan-ATLAS acima da cabeleira brilhante do cometa.

Devido à perspectiva enquanto a Terra cruza o plano orbital do cometa, o Tsuchinshan-ATLAS tem uma anticauda pronunciada. A anticauda é composta de poeira previamente liberada e se espalhando para longe do Sol ao longo da órbita do cometa, visível como uma extensão em forma de agulha na frente da coma em direção ao horizonte ocidental não visto na imagem.

Embora seja um fenômeno relativamente raro, outros cometas recentes também desenvolveram anticaudas ao passarem pela Sol. Os exemplos mais notáveis foram o cometa verde C/2022 E3 (ZTF), em janeiro de 2023, e o 12P/Pons-Brooks, em junho deste ano.

Fonte: NASA

O cometa Tsuchinshan-ATLAS

O cometa C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) foi descoberto inicialmente em 9 de janeiro de 2023 pela equipe do Observatório da Montanha Púrpura em Tsuchinshan na China.

© Gerald Rhemann (cometa Tsuchinshan-ATLAS)

Na ocasião o cometa se apresentava como um astro de aspecto asteroidal. Em 22 de fevereiro de 2023 o objeto também foi descoberto pela equipe do Projeto ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), do Observatório Sutherland na África do Sul, e foi catalogado como possível asteroide rasante. O corpo celeste foi posteriormente identificado em imagens tiradas pelo Zwicky Transient Facility (ZTF) no Observatório Palomar em 22 de dezembro de 2022. Durante a última semana de fevereiro de 2023 observadores relataram aspectos cometários deste objeto, entre eles o Observatório SONEAR, localizado em Oliveira (MG), em 28 de fevereiro de 2023.

O cometa tem uma órbita retrógrada, com uma inclinação de 139°. Em maio e junho, a taxa de brilho do cometa diminuiu, com o cometa permanecendo entre magnitudes 10 e 11, enquanto uma cauda de poeira medindo de 5 a 15 minutos de arco de comprimento foi observada visualmente se estendendo para o leste. 

O astrônomo tcheco-americano Zdenek Sekanina sugeriu que isso indicaria que o núcleo do cometa estava se fragmentando, conforme indicado por um aumento na taxa de brilho e a subsequente diminuição na produção de poeira, a cauda de poeira em forma de lágrima estreita e mudanças não gravitacionais na órbita. Ele previu que o cometa se desintegraria antes do periélio (máxima aproximação do Sol).

Porém, o cometa continua íntegro na passagem periélica que ocorreu hoje (27 de setembro de 2024), a uma distância de 0,391 UA (58 milhões de km) do Sol. O perigeu (máxima aproximação da Terra) será em 12 de outubro de 2024, a uma distância de 0,47 (71 milhões de km) UA da Terra. 

Até 7 de outubro, o cometa surge nas primeiras horas da manhã, no leste, pouco antes do nascer do Sol. Entre 7 e 11 de outubro, o cometa vai ficar muito perto do Sol no céu, o que dificulta sua visualização, já que o brilho solar ofusca sua imagem. Em 9 de outubro de 2024, o cometa estará a 3,5 graus do Sol, quando o cometa deve atingir o pico de brilho. Após 12 de outubro, o cometa começa a se afastar novamente, e a posição no céu muda. Ele se torna visível logo após o pôr do Sol, no oeste, perto do horizonte, e a cada noite um pouco mais alto. Em 19 de outubro o cometa poderá ser observado após o pôr do Sol a 25º do horizonte na direção oeste, cuja magnitude aparente será de 2,2.

Antes do periélio, foi possível ver o cometa a olho nu, mas recomenda-se o uso de binóculos ou telescópios para observá-lo com mais detalhes.

Fonte: Astronomy

As origens dos cometas escuros

De acordo com um estudo da Universidade de Michigan, até 60% dos objetos próximos da Terra poderão ser cometas escuros, asteroides misteriosos que orbitam o Sol e que provavelmente contêm ou já contiveram gelo, podendo ter sido uma das vias de transporte de água para a Terra.

© Midjourney (ilustração de cometa flutuando no espaço)

Os resultados sugerem que os asteroides do cinturão principal, uma região do Sistema Solar situada entre Marte e Júpiter que contém grande parte dos asteroides rochosos, têm gelo no subsolo, algo de que se suspeitava desde a década de 1980. O estudo também mostra um potencial percurso para a entrega de gelo no Sistema Solar próximo da Terra. A forma como a Terra obteve a sua água é uma questão de longa data. Não é conhecido se estes cometas escuros trouxeram água para a Terra. A pesquisa sugere ainda que um dos grandes objetos pode vir dos cometas da família de Júpiter, cometas cujas órbitas os levam para perto do planeta Júpiter. 

Os cometas escuros são um tanto ou quanto misteriosos porque combinam características de asteroides e cometas. Os asteroides são corpos rochosos sem gelo que orbitam mais perto do Sol, normalmente dentro daquilo a que se chama a linha de gelo. Isto significa que estão suficientemente perto do Sol para que qualquer gelo que o asteroide possa ter transportado tenha sido sublimado, transformado de gelo sólido diretamente em gás. Os cometas são corpos gelados que apresentam uma coma (cabeleira) difusa, uma nuvem que frequentemente rodeia um cometa. O gelo sublimado transporta consigo poeira, criando a nuvem. Além disso, os cometas têm normalmente ligeiras acelerações impulsionadas não pela gravidade, mas pela sublimação do gelo, chamadas acelerações não gravitacionais. 

O estudo examinou sete cometas escuros e estima que entre 0,5% e 60% de todos os objetos próximos da Terra possam ser cometas escuros, que não têm comas, mas têm acelerações não gravitacionais. Os pesquisadores sugerem também que estes cometas escuros provêm provavelmente do cinturão de asteroides e, como estes cometas escuros têm acelerações não gravitacionais, os resultados do estudo mostra que os asteroides desta região contêm gelo. 

Em trabalhos anteriores, pesquisadores identificaram acelerações não gravitacionais num conjunto de objetos próximos da Terra, designando-os por "cometas escuros". Determinaram que as acelerações não gravitacionais dos cometas escuros são provavelmente o resultado de pequenas quantidades de gelo sublimado. No trabalho atual, os astrônomos queriam descobrir de onde vinham os cometas escuros. Os objetos próximos da Terra não permanecem muito tempo nas suas órbitas atuais porque o ambiente próximo da Terra é confuso. Só permanecem no ambiente próximo da Terra durante cerca de 10 milhões de anos. Dado que o Sistema Solar é muito mais antigo, isso significa que os objetos próximos da Terra vêm de algum lado, que estamos constantemente sendo alimentados com objetos próximos da Terra a partir de outra fonte muito maior. 

Para determinar a origem desta população de cometas escuros, os pesquisadores criaram modelos dinâmicos que atribuíram acelerações não gravitacionais a objetos de diferentes populações. Depois, modelaram o percurso que estes objetos seguiriam, dadas as acelerações não gravitacionais atribuídas, durante um período de 100.000 anos. Os pesquisadores observaram que muitos destes objetos acabaram onde hoje se encontram cometas escuros e descobriram que, de todas as potenciais fontes, o cinturão principal de asteroides é o local de origem mais provável. 

Um dos cometas escuros, chamado 2003 RM, que passa numa órbita elíptica perto da Terra, depois vai até Júpiter e volta passando pela Terra, segue o mesmo caminho que seria esperado de um cometa da família de Júpiter, ou seja, a sua posição é consistente com um cometa que foi impulsado para dentro. Entretanto, o estudo conclui que o resto dos cometas escuros provavelmente vieram da banda interior do cinturão de asteroides. Uma vez que os cometas escuros têm provavelmente gelo, isto mostra que o gelo está presente no cinturão principal interno. 

Depois, os pesquisadores aplicaram uma teoria previamente sugerida à sua população de cometas escuros para determinar porque é que os objetos são tão pequenos e giram tão rapidamente. 

Os cometas são estruturas rochosas unidas por gelo. Quando são impulsionados para dentro da linha de gelo do Sistema Solar, este gelo começa a liberar gás. Isto provoca a aceleração do objeto, mas também pode fazer com que o objeto gire muito depressa, o suficiente para que o objeto se parta.

Estes pedaços também terão gelo sobre eles, pelo que também vão girar cada vez mais depressa até se partirem em mais pedaços. Quando isto acontece, os objetos continuam perdendo o seu gelo, ficam ainda menores e giram ainda mais rapidamente. Os pesquisadores pensam que, tendo em conta que o cometa escuro maior, 2003 RM, era provavelmente um objeto de maiores dimensões que foi expulso do cinturão principal exterior, os outros seis objetos que estavam examinando vieram provavelmente do cinturão principal interior e foram formados por um objeto que tinha sido impulsionado para dentro e que depois se fragmentou. 

Um artigo foi publicado no periódico Icarus. 

Fonte: University of Michigan

O cometa periódico Olbers

O Cometa 13P/Olbers está a regressar ao interior do Sistema Solar após 69 anos.

© Dan Bartlett (cometa 13P/Olbers)

O cometa Olbers foi descoberto Heinrich Wilhelm Matthias Olbers em 6 de março de 1815. Sua órbita foi calculada pela primeira vez por Carl Friedrich Gauss em 31 de março, Friedrich Bessel calculou um período orbital como 73 anos.

O cometa periódico do tipo Halley tem um período de 69,4 anos. Ele alcançará seu próximo periélio ou maior aproximação do Sol em 30 de junho com magnitude 6,5. O cometa se tornou um alvo para observação binocular na parte baixa do céu noturno do hemisfério norte do planeta Terra. O seu afélio ou maior aproximação da Terra ocorrerá no dia 20 de julho de 2024.

Mas esta imagem telescópica nítida do cometa Olbers é composta por exposições empilhadas feitas na noite de 25 de junho. Ela revela facilmente detalhes inconstantes na cauda de íon rasgada do cometa brilhante, fustigada pelo vento de um Sol ativo, junto com uma ampla cauda de poeira e coma levemente esverdeada. A imagem estende-se por dois graus num fundo de estrelas tênues em direção à constelação do Lince.

Fonte: NASA

Estrutura na cauda do cometa Pons-Brooks

A caminho da sua próxima passagem pelo periélio, no dia 21 de abril, o cometa 12P/Pons-Brooks está ficando mais brilhante.

© Dan Bartlett (cometa 12P/Pons-Brooks)

No dia 21 de julho de 1812, o astrônomo francês Jean Louis Pons observava uma região remota do céu noturno quando encontrou o cometa 12P/Pons-Brooks, na fronteira de duas constelações bastante escuras, Camelopardalis e Lynx. O cometa foi avistado novamente na noite do dia 2 de setembro de 1883, quando o observador de cometas estadunidense William R. Brooks o encontrou acidentalmente. 

Em 20 de julho de 2020, uma explosão inesperada de brilho fez novamente com que ele se tornasse brevemente cerca de 100 vezes mais brilhante e, de forma semelhante ao que foi visto em 1884, sua coma se expandiu para se assemelhar o que alguns consideram ser os chifres de um demônio, razão pelo qual ficou conhecido como “o Cometa do Diabo”.

O período do cometa 12P/Pons Brooks é de 71 anos, cujo periélio é cerca de 0,78 UA (116 milhões de quilômetros), enquanto afélio é cerca de 17,2 UA (2,5 bilhões de quilômetros).

A coma esverdeada deste cometa periódico do tipo Halley tornou-se relativamente fácil de observar em pequenos telescópios. Mas a cauda iônica azulada que agora sai da cabeleira do cometa ativo e é fustigada pelo vento solar, é tênue e difícil de seguir. 

Ainda assim, nesta imagem, exposições empilhadas feitas na noite de 11 de fevereiro revelam as estruturas detalhadas da cauda mais tênue. A imagem abrange mais de dois graus sobre um fundo de estrelas fracas e galáxias ao fundo em direção à constelação norte de Lacerta, o Lagarto. 

A passagem do periélio do cometa 12P/Pons-Brooks ocorrerá apenas duas semanas após o eclipse solar total de 8 de abril, colocando o cometa no céu do planeta Terra junto com um Sol totalmente eclipsado.

Fonte: NASA