Uma equipe de cientistas liderada pela NASA criou mapas tridimensionais detalhados das atmosferas que rodeiam cometas, identificando vários gases e mapeando a sua propagação com a mais alta resolução já alcançada.
© Brian Kent/NRAO/AUI/NSF (mapa 3-D de molélucas)
Mapa 3-D mostra o modo como as moléculas de HCN (cianeto de hidrogênio) são libertadas a partir do núcleo do cometa Lemmon e dispersadas uniformemente pela atmosfera, ou coma. Mapas similares revelaram que o HNC e o formaldeído são produzidos na coma, em vez de no núcleo do cometa.
"Conseguimos um mapeamento verdadeiramente de alto nível, de moléculas importantes que nos ajudam a compreender a natureza dos cometas," afirma Martin Cordiner, pesquisador que trabalha no setor de Astrobiologia do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado americano de Maryland. Cordiner liderou a equipe internacional de cientistas.
Quase inédita no estudo de cometas, a perspectiva 3-D fornece uma visão mais profunda sobre os materiais expelidos a partir do núcleo do cometa e sobre os materiais produzidos dentro da atmosfera (coma ou cabeleira). Isto ajudou na determinação das fontes de duas importantes moléculas orgânicas.
As observações foram realizadas em 2013 nos cometas Lemmon e ISON usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), uma rede de antenas de alta precisão no Chile. Estes cometas são os primeiros estudados com o ALMA.
© NRAO/NASA/ALMA (cometa ISON)
A imagem acima mostra a emissão de moléculas orgânicas na atmosfera do cometa ISON. A imagem abaixo mostra a emissão de moléculas orgânicas na atmosfera do cometa ISON.
© NRAO/NASA/ALMA (cometa Lemmon)
As observações do ALMA combinam uma imagem dos gases cometários, em 2-D e em alta resolução, com um espectro detalhado em cada ponto. A partir destes espectros, os pesquisadores podem identificar as moléculas presentes em todos os pontos e determinar as suas velocidades (velocidade e direção) ao longo da linha de visão; esta informação proporciona a terceira dimensão, a profundidade da cabeleira.
"Por isso, o ALMA não só nos permite identificar espécies moleculares individuais na coma, como também nos dá a capacidade de mapear as suas posições com grande sensibilidade," afirma Anthony Remijan, cientista do NRAO (National Radio Astronomy Observatory), uma das organizações que opera o ALMA, e co-autor do estudo.
Foram anunciados os resultados de três espécies moleculares (H2CO, HNC e HCN), incidindo-se principalmente em duas, cujas fontes têm sido difíceis de discernir (à excepção do Cometa Halley). Os mapas 3-D indicam se cada molécula seguia para fora em todas as direções e de maneira uniforme ou se eram expelidas em jatos ou em aglomerados.
Em cada cometa, a equipe descobriu que duas espécies, formaldeído (H2CO) e HNC (ácido isocianídrico - elemento composto por um átomo de hidrogênio, um de nitrogênio e um de carbono), foram produzidas na cabeleira. Para o formaldeído, isto confirma o que os já se suspeitava, mas os novos mapas contêm detalhes suficientes para produzir aglomerados de material que se move para regiões diferentes da cabeleira de dia para dia e até mesmo de hora em hora.
Para o HNC, os mapas resolveram uma questão de longa data sobre a origem do material. Inicialmente, pensava-se que o HNC era material interestelar pristino proveniente do núcleo do cometa, mas trabalhos posteriores sugeriram outras possíveis fontes. O novo estudo forneceu a primeira prova de que o HNC é produzido durante a decomposição de grandes moléculas ou poeira orgânica na cabeleira.
"A compreensão da poeira orgânica é importante, porque estes materiais são mais resistentes à destruição durante a entrada na atmosfera, e alguns podem ter sido entregues, intactos, à Terra primitiva, favorecendo desta maneira o aparecimento da vida," afirma Michael Mumma, diretor do Centro Goddard para Astrobiologia e co-autor do estudo. "Estas observações abrem uma nova janela sobre este componente pouco conhecido da química orgânica dos cometas."
As observações são também importantes porque cometas modestos como o Lemmon e o ISON contêm concentrações relativamente baixas de moléculas cruciais, o que os torna difíceis de estudar em profundidade com telescópios terrestres. Os poucos estudos compreensivos deste gênero têm sido realizados em cometas brilhantes e de grande sucesso como o Hale-Bopp. Estes resultados estendem-se até cometas de brilho apenas moderado.
O estudo foi publicado na revista Astrophysical Journal Letters.
Fonte: NASA
