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.
© 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
