Jatos cometários antes do periélio

Na aproximação ao periélio das últimas semanas, a sonda Rosetta tem vindo a assistir a um aumento de atividade do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, durante a qual um evento dramático e explosivo provou ser tão poderoso que até afastou o próprio vento solar.

© ESA/Rosetta/MPS (outburst de curta duração no cometa)

A imagem acima mostra uma explosão de curta duração no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, captada pela câmara OSIRIS da Rosetta no dia 29 de julho de 2015. A imagem à esquerda foi obtida às 13:06 GMT e não mostra sinais visíveis do jato. É muito forte na imagem do meio obtida às 13:24 GMT. Os traços residuais da atividade são muitos muito fracos na imagem final obtida às 13:42.

O cometa alcança o periélio na quinta-feira, o momento da sua órbita de 6,5 anos em que está mais próximo do Sol. Nos últimos meses, o aumento da energia solar tem aquecido os gelos do cometa, transformando-os em gás que é libertado para o espaço, arrastando com ele poeira.

O período ao redor do periélio é cientificamente muito importante, pois a intensidade da luz solar aumenta e partes do cometa, anteriormente à sombra, até durante anos, são inundadas com a luz do Sol.

Apesar da atividade geral do cometa atingir o pico nas semanas que se seguem ao periélio, tal como os dias mais quentes do verão geralmente vêm depois dos dias mais longos, podem ocorrer explosões súbitas e imprevisíveis a qualquer momento, como já foi visto no início da missão.

No dia 29 de julho, a Rosetta observou a explosão mais dramática até à data, registada por vários dos seus instrumentos a cerca de 186 km do cometa. Fotografaram a explosão no núcleo, testemunharam uma mudança na estrutura e composição do ambiente da cabeleira gasosa que rodeia a Rosetta e detectaram um aumento nos níveis de impactos de poeira.

Talvez ainda mais surpreendente, a Rosetta descobriu que a explosão tinha afastado o campo magnético do vento solar em torno do núcleo.

Uma sequência de imagens obtidas pela câmara científica OSIRIS da Rosetta mostra o aparecimento súbito de uma característica bem definida e em forma de jato que emerge do lado do pescoço do cometa, na região de Anuket. A equipe da câmara estima que o material no jato podia estar viajando, pelo menos, a 10 m/s, talvez bastante mais rápido.

"Este é o jato mais brilhante que vimos até agora," comenta Carsten Güttler, membro da equipe OSIRIS no Max Planck Institute for Solar System Research em Göttingen, Alemanha.

"Geralmente, os jatos são muito tênues em comparação com o núcleo e precisamos de esticar o contraste das imagens para torná-los visíveis, mas este é mais brilhante que o núcleo."

Pouco depois, o sensor de pressão do instrumento ROSINA detectou indícios claros de mudanças na estrutura da cabeleira, enquanto o seu espectrômetro de massa registou alterações na composição dos gases emanados.

Por exemplo, em comparação com medições feitas dois dias antes, a quantidade de dióxido de carbono aumentou por um fator de dois, metano por quatro, sulfureto de hidrogênio por sete, enquanto a quantidade de água permaneceu quase constante.

"Esta primeira 'olhada rápida' às nossas medições depois da explosão é fascinante," afirma Kathrin Altwegg, pesquisadora principal do ROSINA na Universidade de Berna. "Vemos também pistas de material orgânico depois da explosão, que pode estar relacionado com a poeira ejetada."

"Mas, embora seja tentador pensar que estamos detectando material que pode ter sido libertado do interior do cometa, é muito cedo para dizer com certeza que este é o caso."

Cerca de 14 horas depois da explosão, o GIADA detectava impactos de partículas de poeira a taxas de 30 por dia, em comparação com apenas 1 a 3 por dia no início de julho. Foi registado um pico de 70 durante um período de 4 horas no dia 1 de agosto, indicando que a explosão continuava tendo um efeito significativo sobre o ambiente de poeira nos dias seguintes.

"Não foi apenas a abundância das partículas, mas também as suas velocidades medidas pelo GIADA, que nos disseram que algo 'diferente' estava acontecendo: a velocidade média das partículas aumentou de 8 m/s até cerca de 20 m/s, com picos de 30 m/s; uma bela festa de poeira!", comenta Alessandra Rotundi, pesquisadora principal da Universidade de Nápoles "Parthenope", na Itália.

Talvez o resultado mais surpreendente é que a explosão foi tão intensa que até conseguiu empurrar o vento solar para longe do núcleo durante alguns minutos, uma observação única efetuada pelo magnetômetro do conjunto de instrumentos RPC da Rosetta.

O vento solar é o fluxo constante de partículas eletricamente carregadas oriundas do Sol, transportando o seu campo magnético para o Sistema Solar. As medições anteriores feitas pela Rosetta e pelo Philae já tinham mostrado que o cometa não era magnetizado, por isso a única fonte para o campo magnético medido em seu redor é o vento solar.

Mas o vento solar não passa desimpedido. Dado que o cometa expele gás, o vento solar fica como que "paralisado" quando encontra esse gás e é atingido um equilíbrio de pressão.

"O campo magnético do vento solar começa a amontoar-se como um engarrafamento e eventualmente deixa de se mover na direção do núcleo do cometa, criando uma região livre de campos magnéticos no lado virado para o Sol do cometa, a que chamamos 'cavidade diamagnética'," explica Charlott Götz, da equipe do magnetômetro no Institute for Geophysics and extraterrestrial Physics em Braunschweig, Alemanha.

© ESA/Rosetta/RPC/IGEP/IC (cavidade diamagnética)

As cavidades diamagnéticas fornecem informações fundamentais sobre a forma como um cometa interage com o vento solar, mas a única detecção prévia de tal cavidade associada com um cometa tinha sido feita a cerca de 4.000 km do cometa Halley quando a sonda Giotto da ESA por lá passou em 1986.

O cometa da Rosetta é muito menos ativo que o Halley, por isso os cientistas esperavam encontrar uma cavidade muito menor, talvez no máximo com algumas de dezenas de quilômetros. Antes de 29 de julho, não tinham observado quaisquer sinais de uma cavidade diamagnética.

Mas, após a explosão desse dia, o magnetômetro detectou uma cavidade diamagnética que se prolongava, pelo menos, até 186 km do núcleo. Foi provavelmente criada pela libertação do gás, que aumentou o fluxo de gás neutro na cabeleira do cometa, forçando o vento solar a "parar" mais longe do cometa e assim empurrando a fronteira da cavidade para fora, para lá de onde a Rosetta viajava no momento.

"A Rosetta foi movida até distâncias de 300 km nas últimas semanas, a fim de evitar problemas com a navegação, problemas estes que podem ser provocados por poeira, e tínhamos considerado que a cavidade diamagnética estava, por enquanto, fora do nosso alcance. Mas parece que o cometa deu-nos uma mãozinha, trazendo a cavidade até à Rosetta," afirma Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta.

"Este é um evento fantástico que vai levar tempo para ser analisado, mas realça os excitantes momentos que estamos testemunhando no cometa durante esta 'quente' fase do periélio."

Fonte: ESA

Rosetta ao redor de cometa durante um ano

A missão Rosetta da ESA celebrou ontem um ano ao redor do cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko e a sua maior aproximação ao Sol ocorrerá nesta semana.

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

Esta imagem do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko foi obtida pela câmara de navegação da Rosetta no dia 30 de julho de 2015 a uma distância de 178 km do centro do cometa. A imagem tem uma resolução de 15,2 m/pixel e abrange 15,6 km.

Foi uma viagem longa mas emocionante para a Rosetta desde o seu lançamento em 2004. Passou pela Terra, por Marte e por dois asteroides antes de alcançar o seu destino final no dia 6 de agosto de 2014. Nos meses seguintes, a missão tornou-se a primeira a orbitar um cometa e a primeira a pousar suavemente um módulo, o Philae, à superfície.

As equipes da missão tiveram que superar muitos desafios, tiveram que aprender a voar num ambiente imprevisível e por vezes inóspito. A sonda enviou um tesouro de dados científicos deste cometa intrigante, abrangendo o seu interior, a sua superfície dramática e a nuvem circundante de poeira, gás e plasma.

"Esta missão é sobre descobertas científicas e todos os dias temos algo novo para admirar e tentar compreender," afirma Nicolas Altobelli, cientista do projeto Rosetta.

"Um ano de observações perto do cometa forneceu-nos uma riqueza de informações e estamos ansiosos por mais um ano de exploração."

Os destaques, até agora, incluem a descoberta de que o vapor de água do cometa tem um "sabor" diferente dos oceanos da Terra, alimentando o debate sobre o possível papel dos cometas e asteroides que forneceram água ao nosso planeta ao longo da sua história.

A primeira detecção de nitrogênio molecular num cometa forneceu pistas importantes sobre o ambiente de temperatura durante o "nascimento" do cometa. O nitrogênio molecular era comum durante a formação do Sistema Solar, mas necessitava de temperaturas muito baixas para ficar preso no gelo, de modo que as medições da Rosetta suportam a teoria que os cometas são originários do frio e distante Cinturão de Kuiper.

Os dados recolhidos pela Rosetta e pelo Philae durante a descida à superfície permitiram aos cientistas deduzir que o núcleo do cometa não é magnetizado, pelo menos em grandes escalas.

Apesar de se pensar que os campos magnéticos desempenharam uma função importante no movimento de pequenos grãos magnetizados de poeira no Sistema Solar jovem, as medições da Rosetta e do Philae mostram que não continuaram a desempenhar um papel significativo quando as partículas formaram blocos maiores com vários metros de diâmetro.

Estes são apenas alguns dos inúmeros exemplos de descobertas científicas da Rosetta e a maioria vem de dados obtidos durante o início das atividades cometárias.

© ESA (momentos do primeiro ano da Rosetta em órbita do cometa)

Agora, o cometa e a sonda estão a uma semana do periélio, o ponto da sua órbita de 6,5 anos em que está mais próximo do Sol. No dia 13 de agosto, estarão a 186 milhões de quilômetros do Sol, cerca de um-terço da distância do encontro de há um ano atrás.

"O período de tempo em torno do periélio é cientificamente muito importante, pois o calor do Sol e a resultante saída de gás e poeira atingem o máximo, fornecendo pistas importantes sobre este momento fundamental no ciclo de vida total do cometa," comenta Nicolas.

"Por exemplo, as mudanças à superfície podem revelar material fresco que ainda não foi alterado pela radiação solar ou pelos raios cósmicos, dando-nos uma janela sobre as camadas subsuperficiais do cometa; esta será a primeira vez na exploração de cometas que as mudanças à superfície podem ser monitoradas em relação ao aumento de atividade."

A Rosetta tem estudado o aumento de atividade ao longo dos últimos meses, à medida que os seus gelos aquecem, tornam-se em gás e são expelidos para o espaço, arrastando poeira cometária. Juntos, o gás e a poeira criam uma atmosfera difusa, ou cabeleira, ao redor do núcleo e uma longa cauda que estende-se por mais de 120.000 km para o espaço, cauda esta que só pode ser vista de longe.

A Rosetta tem um lugar de destaque no estudo de onde e como esta atividade surge à superfície do cometa. No início de 2015, a sonda passou a apenas 6 km para finalizar algumas medições, mas à medida que o nível de gás e poeira aumentava, a Rosetta foi forçada a estudar o cometa a partir de distâncias mais seguras, e opera atualmente entre os 250 e os 300 km.

"À medida que o periélio se aproxima, as operações perto do cometa provaram ser especialmente difíceis: o aumento do nível de poeira cometária confunde os navegadores estelares da Rosetta e, sem estes funcionando corretamente, a Rosetta não consegue orientar-se devidamente no espaço," afirma Sylvain Lodiot, gestor das operações da Rosetta.

"Todas as equipes envolvidas, incluindo o controle de voo, dinâmica de voo e operações científicas, tiveram que aprender a adaptar-se a estas condições em tempo real. Tivemos que repensar totalmente o modo como operamos a sonda e tivemos que planejar as atividades científicas em escalas de apenas alguns dias ou semanas. Tem sido um grande desafio, mas certamente torna a missão ainda mais emocionante."

Um aspeto importante do estudo a longo prazo da Rosetta será a observação da diminuição da atividade cometária nos meses que se seguem ao periélio. A esperança é que a Rosetta acabará por ser capaz de se aproximar, novamente, do núcleo e ver como a superfície mudou durante o encontro próximo com o Sol.

"Um ano depois da chegada, a Rosetta acumulou uma série de êxitos impressionantes," desde a aterragem do Philae, até às muitas descobertas científicas e consequentes publicações," acrescenta Patrick Martin, gestor da missão Rosetta.

"A colheita científica deve continuar até ao próximo ano, enquanto observamos o comportamento pós-periélio do cometa, antes do grande final da Rosetta, marcado para setembro de 2016, quando planejamos fazer pousar a sonda no cometa."

Fonte: ESA

As caudas do cometa PanSTARRS

Depois de viajar à oeste no horizonte nos céus de verão do hemisfério norte o cometa PanSTARRS (C/2014 Q1) passou para os céus no inverno do hemisfério sul.

© Kevin Parker (cometa C/2014 Q1 PanSTARRS)

O cometa C/2014 Q1 é um visitante do Sistema Solar interior descoberto em 16 agosto de 2014 pela prolífera pesquisa do consórcio PanSTARRS, localizado Haleakala no Havaí.

Esta imagem foi obtida pelo Home Observatory em Mackay, Queensland (Austrália), em 17 de julho de 2015, na 5ª magnitude e retratando suas caudas coloridas. O campo de visão se espalha por 1 grau nos céus.

Viajando velozmente através dos céus o cometa PanSTARRS havia se aproximado ao máximo do nosso planeta dois dias antes. Mesmo assim, as tênues estrelas da constelação de Câncer deixaram pequenos riscos nesta imagem telescópica alinhada mecanicamente com o movimento rápido do cometa.

A cauda iônica azulada do cometa PanSTARRS permanece alinhada justamente na direção oposta ao Sol, empurrada pelo vento solar. Dirigida pela pressão da luz solar, a mais difusa cauda amarelada de poeira é puxada para trás da trajetória do cometa, evidenciando sua direção orbital. Agora, apesar de sua magnitude estar subindo, este cometa é um bom alvo para binóculos nos céus do hemisfério sul nas próximas semanas, passando próximo de Vênus, Júpiter e da brilhante estrela Regulus.

© Cartes du Ciel (localização do cometa C2014 Q1 PanSTARRS)

O diagrama acima mostra a localização do cometa no hemisfério sul às 18:00 hs de hoje (horário de Brasília).

Fonte: NASA

Cometa pode abrigar micro-organismos ativos

Dois cientistas planetários do Reino Unido, o especialista em cometas Prof. Chandra Wickramasinghe do Buckingham Center for Astrobiology e o Dr. Max Wallis da University of Cardiff, têm uma possível explicação para as estranhas propriedades do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko que está sendo estudado pela sonda Rosetta da ESA: são micro-organismos que moldam a atividade cometária.

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

O cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko é relativamente pequeno e pertence à família de cometas de Júpiter, com cerca de 4 km de diâmetro, movendo-se a uma velocidade de 135.000 km/h.

Ele circunda o Sol com um período de 6,45 anos, entre as órbitas de Júpiter e da Terra, que representa algo em torno de 800 milhões a 186 milhões de quilômetros do Sol.

“Apesar do cometa ter uma crosta muito escura, as imagens da Rosetta mostram alguns indicativos de uma morfologia congelada na subsuperfície. O cometa apresenta, áreas suaves e planas e crateras com o assoalho plano, ambas as características também foram observadas no cometa Tempel-1”, disseram os cientistas.

“A superfície do cometa 67P, é salpicada com grandes pedaços de rochas como o Cometa Hartley-2, enquanto que o terreno paralelo aparece como uma nova feição de gelo. As maiores áreas planas curvas ao redor de um dos lóbulos do cometa, e suas crateras se estendem por cerca de 150 metros de diâmetro e são formadas por corpos de água recongelados sobrepostos com detritos ricos em matéria orgânica com cerca de 10 cm”.

“Os sulcos paralelos referem-se a flexão do corpo formado por dois lobos assimétricos em rotação, que geram fraturas no corpo de gelo subjacente”.

“Todas essas características são consistentes com uma mistura de gelo e material orgânico que se consolida sob o calor do Sol durante a órbita do cometa, quando micro-organismos ativos podem ser mantidos”.

© ESA/Rosetta (pedras, crateras e penhascos íngremes no cometa)

Vários aspectos da superfície do cometa, incluindo pedras, crateras e penhascos íngremes são claramente visíveis na imagem acima.

Nos seus modelos, os micro-organismos alienígenas provavelmente necessitam de corpos de água líquida para colonizar o cometa e poderiam habitar as fraturas no gelo e na neve. Organismos contendo sais anticongelantes são particularmente bons candidatos para se adaptarem nessas condições e alguns deles poderiam ser ativos em temperaturas abaixo de 40 graus Celsius.

Áreas iluminadas pelo Sol no cometa se aproximaram dessa temperatura em Setembro de 2014, quando ele estava a 500 milhões de quilômetros de distância do Sol e fracas emissões de gás eram evidentes. À medida que ele se aproxima do Sol, com o periélio acontecendo a 195 milhões de quilômetros, com a temperatura aumentando e a atividade gasosa se tornando mais ativa, também os micro-organismos poderiam ficar cada vez mais ativos.

“A emissão de gás já era evidente em Setembro a 3,3 UA, com a temperatura de pico na superfície entre 220 e 230 K, o que implica moléculas de água fracas e/ou misturas orgânicas não consolidadas. O aumento na taxa de emissão de gases à medida que o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko alcança o periélio a cerca de 1,3 UA revelarão a ativação de possíveis micro-organismos bem como a natureza e prevalência de gelo próximo da superfície”, dizem os cientistas.

“A Rosetta já está mostrando que o cometa não pode ser visto como um corpo inativo e profundamente congelado, mas que suporta sim processos geológicos e que poderia ser um lugar próspero para uma vida microscópica, mais hospitaleiro até do que as regiões no Ártico e na Antártica”.

“Se o módulo orbital Rosetta encontrar alguma evidência de vida no cometa, isso seria um tributo para marcar o centenário de nascimento de Sir Fred Hoyle, um dos pioneiros da Astrobiologia”.

Os cientistas apresentaram suas ideias numa conferência, realizada ontem no National Astronomy Meeting em Llandudno, em Wales, no Reino Unido.

Fonte: Royal Astronomical Society

Depressões no cometa 67P/C-G geram jatos

Um certo número dos jatos de poeira que emergem do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko podem ser traçados até poços ativos que provavelmente foram formados pelo colapso repentino da superfície, fornecendo um vislumbre do interior caótico e diverso do cometa.

© ESA/Rosetta/MPS (cavidades no hemisfério norte do cometa)

A imagem acima mostra 18 cavidades que foram identificadas pela câmara OSIRIS da Rosetta no hemisfério norte do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. As fossas têm o nome da região onde foram encontradas e algumas delas estão ativas. A imagem de contexto foi obtida no dia 3 de agosto de 2014 a uma distância de 285 km.
Em destaque nota-se a ampliação do buraco ativo denominado Seth_01, medindo cerca de 220 metros em diâmetro, que revela pequenos jatos emanados a partir das paredes interiores. Também mostra a estrutura interna e complexa do cometa. A imagem foi captada no dia 20 de outubro de 2014 a uma distância de 7 km da superfície do cometa.

A Rosetta esta analisando a atividade do Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko há mais de um ano, observando como o seu halo de poeira e gás cresce à medida que o cometa se aproxima do Sol.

A partir de uma distância de algumas centenas de quilômetros, a Rosetta observa um padrão intricado de jatos de poeira emitidos do núcleo à medida que fogem para o espaço. Mas agora, graças a imagens de alta resolução da câmara OSIRIS obtidas no ano passado a apenas 10 a 30 km do centro do cometa, pelo menos alguns destes jatos de poeira podem ser seguidos até locais específicos à superfície, a primeira observação do gênero.

Neste estudo foram identificados 18 poços quase circulares no hemisfério norte do cometa, alguns dos quais são fonte de atividade contínua.

Estas depressões têm entre algumas dezenas e centenas de metros em diâmetro e estendem-se até 210 metros abaixo da superfície para um solo coberto por poeira macia. Observou-se material saindo dos buracos mais ativos.

"Vemos jatos decorrentes das áreas fraturadas das paredes internas dos buracos. Estas fraturas contêm materiais voláteis presos sob a superfície que podem ser aquecidos mais facilmente e, posteriormente, escapam para o espaço," afirma Jean-Baptiste Vincent do Instituto Max Planck para a Investigação do Sistema Solar, autor principal do estudo.

Os cientistas que analisam as imagens pensam que os poços são formados quando o teto de uma cavidade à subsuperfície torna-se demasiado fino para suportar o seu próprio peso e acaba por colapsar, formando uma fossa. Isto expõe o interior fraturado do cometa, permitindo que o material, de outra forma escondido, sublime, continuando assim a corroer o buraco com o passar do tempo.

"Embora nós pensemos que o colapso que produz o buraco seja súbito, a cavidade no subsolo poroso pode crescer ao longo de períodos muito mais longos," afirma Sebastien Besse, do centro técnico ESTEC da ESA, na Holanda, coautor do estudo.

Os autores sugerem três cenários possíveis para a formação dos buracos.

O primeiro, é que já existiam desde a formação do cometa, como resultado de colisões a baixa velocidade entre os blocos primordiais de construção com dezenas e centenas de metros em tamanho. O desabamento do teto, acima de um vazio, pode ser desencadeado através do enfraquecimento da superfície, talvez por sublimação, agitação sísmica ou pelo impacto de pedregulhos expelidos de outros lugares do cometa.

Outra hipótese, é que se trata de sublimação direta de bolsas de gelos voláteis como dióxido e monóxido de carbono abaixo da superfície, aquecidos pelo calor da luz solar que penetra a camada superior de poeira.

Alternativamente, a sublimação pode ser impulsionada pela energia libertada por água gelada que muda de um estado físico amorfo para cristalino, sublimando gelos vizinhos mais voláteis como o dióxido de carbono e monóxido de carbono.

Caso seja qualquer dos dois últimos processos, então o fato de que as fossas não são vistas em todos os locais pode indicar uma distribuição desigual de gelos no interior do cometa.

"Independentemente dos processos que criam as cavidades, estas características mostram-nos que existem grandes diferenças estruturais e/ou composicionais dentro das primeiras centenas de metros da superfície do cometa e que as cavidades revelam materiais relativamente não transformados que, caso contrário, não seriam visíveis," explica Sebastien.

Os autores observam que as características internas reveladas nas paredes dos buracos variam significativamente de poço para poço, e incluem materiais fraturados, camadas horizontais e estrias verticais, e/ou estruturas globulares apelidadas de "goosebumps" (em português, arrepios).

"Nós pensamos ser capazes de usar as aberturas para caracterizar as idades relativas da superfície do cometa: quantas mais fossas existirem numa região, mais jovem e menos processada é a superfície," observa Jean-Baptiste.

"Isto é confirmado por observações recentes do hemisfério sul: este hemisfério está mais transformado porque recebe significativamente mais energia que o hemisfério norte e parece não apresentar estruturas semelhantes."

As cavidades ativas são particularmente íngremes, enquanto os buracos sem atividade observada são mais rasos e, em vez disso, podem indicar regiões ativas no passado. A equipe sugere que os buracos ativos são os mais jovens, enquanto os de meia-idade têm pedregulhos no chão que caíram dos lados. Entretanto, os mais antigos têm orlas deterioradas e estão recheados de poeira.

"Estamos analisando as nossas observações para ver se esta teoria é verdadeira e se esta 'série temporal' está, por exemplo, relacionada com a evolução térmica e interna do cometa," comenta Sebastien.

"Mas achamos que a maioria das depressões ativas já devem ter estado presentes durante várias órbitas em torno do Sol, caso contrário esperávamos ver uma série de surtos à medida que os seus colapsos eram provocados durante a órbita atual."

A Rosetta testemunhou um surto durante a sua aproximação ao cometa em abril de 2014, que se pensa ter gerado entre 1.000 e 100.000 kg de material. Os autores afirmam que a origem deste surto poderá ter sido o colapso de uma cavidade, mas apenas uma pequena fração do volume total de uma cavidade normal foi libertada nesse momento.

Por exemplo, considerando a densidade média medida no cometa, 470 kg por metro cúbico, a rápida evacuação de um típico buraco com 140 metros de largura e 140 metros de profundidade resultaria na libertação de aproximadamente um bilhão de kg de material, várias ordens de magnitude maiores do que o observado em abril de 2014.

"Nós estamos muito interessados em ver como estes poços ativos evoluem e, quem sabe, possamos testemunhar a formação de um novo poço," afirma Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.

"Ser capaz de observar mudanças no cometa, em particular ligando a atividade com características à superfície, é uma capacidade fundamental da Rosetta e nos ajudará a melhor compreender como o interior e a superfície do cometa têm evoluído desde a sua formação."

"E com a extensão da missão até setembro de 2016, podemos fazer o melhor trabalho possível em desvendar como os cometas funcionam."

O estudo foi publicado com o título “Large heterogeneities in comet 67P as revealed by active pits from sinkhole collapse” na revista Nature.

Fonte: ESA

Detectado gelo em superfície de cometa

Usando a câmera científica de alta resolução a bordo da sonda Rosetta da ESA, cientistas identificaram mais de uma centena de aglomerações de gelo de água com poucos metros de tamanho na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.

© ESA/Rosetta (seis manchas brilhantes na superfície do cometa)

A sonda Rosetta chegou no cometa em Agosto de 2014 a uma distância de cerca de 100 km e eventualmente orbitou o cometa a 10 km ou menos, permitindo imagens de alta resolução da superfície.

Com base nas observações do gás emergente dos cometas, sabe-se a muito tempo que eles são ricos em gelo. À medida que eles se movem para mais perto do Sol ao longo de suas órbitas, suas superfícies são aquecidas e o gelo sublima em gás, que é então ejetado do núcleo, se arrastando junto com as partículas de poeira mergulhadas no gelo para formar a coma e a cauda.

Porém, alguma poeira do cometa também permanece na superfície à medida que o gelo abaixo sublima, ou cai de volta no núcleo em qualquer lugar, cobrindo-o com uma fina camada de material empoeirado e deixando muito pouco gelo diretamente exposto na superfície. Esses processos ajudam a explicar por que o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko e outros cometas vistos em missões anteriores são tão escuros.

Apesar disso, o conjunto de instrumentos da Rosetta já tinha detectado uma variedade de gases, incluindo vapor d’água, dióxido de carbono e monóxido de carbono, que provavelmente são originados de reservatórios localizados abaixo da superfície.

Agora, usando as imagens feitas pela câmera de ângulo restrito do instrumento OSIRIS da Rosetta em Setembro de 2014, os cientistas identificaram 120 regiões na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, que são cerca de 10 vezes mais brilhantes do que o brilho médio da superfície.

Algumas dessas regiões brilhantes são encontradas em aglomerados, enquanto outras aparecem isoladas, e quando observadas em alta resolução, muitas delas parecem ser pedaços de rochas mostrando regiões brilhantes nas suas superfícies.

Os aglomerados brilhantes compreendem algumas rochas com dezenas de metros de tamanho se espalhando por dezenas de metros, tipicamente encontradas em campos de detritos na base dos desfiladeiros. Eles são provavelmente o resultado de erosões recentes ou colapsos da parede do desfiladeiro revelando um material mais recente abaixo da superfície coberta de poeira.

Em contraste, alguns desses objetos brilhantes isolados são encontrados em regiões sem qualquer relação aparente com o terreno ao redor. Acredita-se que esses objetos sejam soerguidos de qualquer lugar no cometa durante um período de atividade cometária, mas com velocidade insuficiente para escapar da força gravitacional do cometa completamente.

Em todos os casos, as manchas brilhantes foram encontradas em áreas que recebem relativamente pouca energia solar, como numa sombra de um desfiladeiro, e sem mudanças significantes foram observadas entre imagens feitas durante um período de um mês. Além disso, eles foram encontrados como sendo mais azulados na luz visível se comparado com o fundo avermelhado, consistente com uma componente congelada.

“O gelo de água é a explicação mais plausível para ocorrência e as propriedades dessas feições”, disse Antonie Pommerol da Universidade de Bern e principal autor do estudo.

“No momento das nossas observações, o cometa estava longe o suficiente do Sol de modo que a taxa com a qual o gelo de água sublimava era de menos de 1 mm por hora de energia solar incidente. Em contraste, se o dióxido de carbono ou o gelo de monóxido de carbono estivesse exposto, ele rapidamente sublimaria quando iluminado pela mesma quantidade de luz do Sol. Nós não esperávamos ver esse tipo de gelo estável na superfície dessa vez”.

A equipe também usou experimentos em laboratório para testar o comportamento do gelo de água misturado com diferentes minerais sob uma iluminação solar simulada para que pudessem ter uma melhor ideia do processo. Eles descobriram que depois de algumas horas de sublimação, um manto de poeira escura com alguns milímetros de espessura se formava. Em alguns lugares isso agiu para esconder completamente qualquer traço visível do gelo abaixo, mas ocasionalmente grãos de poeira maiores ou aglomerações de poeira surgiriam da superfície e poderiam se mover para qualquer lugar expondo manchas brilhantes de gelo de água.

“Uma camada com 1 mm de espessura de poeira escura é suficiente para esconder as camadas abaixo dos instrumentos ópticos”, confirma Holger Sierks, principal pesquisador do instrumento OSIRIS no Max Planck Institute for Solar System Research em Göttingen.

“A superfície escura e relativamente homogênea do núcleo do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, somente pontuada por alguns pontos brilhantes com metros de tamanho, pode ser explicada pela presença de um fino manto de poeira composto de mineral refratário e matéria orgânica, com os pontos brilhantes correspondendo a áreas onde o manto de poeira foi removido, revelando a subsuperfície abaixo rica em gelo de água”.

A equipe também especulou sobre o tempo de formação das manchas congeladas. Uma hipótese é que eles foram formados na época da última vez em que o cometa se aproximou do Sol, a 6,5 anos atrás, com os blocos congelados ejetados de regiões permanentemente sombreadas, preservando-as por alguns anos abaixo da temperatura de pico necessária para a sublimação.

Outra ideia é que mesmo em distâncias relativamente grandes do Sol, a atividade guiada pelo monóxido de carbono e pelo dióxido de carbono poderia ejetar os blocos congelados. Nesse cenário, assume-se que a temperatura não foi alta o suficiente para a sublimação da água, de tal modo que os componentes ricos em gelo de água pudessem sobreviver a qualquer gelo de monóxido de carbono e dióxido de carbono exposto.

“À medida que o cometa continua a se aproximar do periélio, o aumento da iluminação solar nas manchas brilhantes que uma vez estavam na sombra deveriam causar mudanças na sua aparência, e nós podemos esperar ver novas regiões e regiões maiores de gelo exposto”, disse Matt Taylor, cientista de projeto da Rosetta da ESA.

“Combinando as observações do OSIRIS realizadas antes e depois do periélio com outros instrumentos, fornecerão ideias valiosas sobre o que dirige a formação e a evolução dessas regiões”.

Um novo estudo focando numa análise de brilhantes partes de gelo exposto na superfície do cometa foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESA

Surpresa em ultravioleta na coma de cometa

Observações feitas da coma mais interna do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko revelaram surpresas.

© ESA (fótons solares ionizam moléculas produzindo elétrons)

A sonda Rosetta descobriu processos inesperados na cabeleira do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Na imagem acima, os fótons solares ionizam moléculas de água e de dióxido de carbono produzindo elétrons (1), que interagem com outras moléculas de água e de dióxido de carbono emitindo ultravioleta (2).

O espectrógrafo de ultravioleta distante Alice, a bordo da sonda Rosetta da ESA indicou que os elétrons próximos da superfície do cometa, não fótons solares, como se pensava anteriormente, causaram a quebra do dióxido de carbono e das moléculas de água sendo expelidas da superfície do cometa.

Uma equipe de cientistas liderada pelo Prof. Paul Feldman da Universidade Johns Hopkins em Baltimore relata a detecção feita pelo instrumento Alice da NASA, quando a sonda estava entre 10 km e 80 km do centro do núcleo do cometa.

O Prof. Feldman e outros pesquisadores focaram na natureza das plumas da água e de dióxido de carbono emitidos pela superfície do cometa, geradas pelo calor do Sol.

Para isso, eles observaram a emissão dos átomos de hidrogênio e oxigênio resultantes da quebra de moléculas de água, e similarmente os átomos de carbono das moléculas de dióxido de carbono, perto do núcleo do cometa.

Eles descobriram que as moléculas eram quebradas em um processo de dois passos.

Primeiro, um fóton ultravioleta do Sol atinge uma molécula de água na coma do cometa e o inoniza, emitindo um elétron energético. Esse elétron então atinge outra molécula de água na coma, quebrando-a em um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio, e energizando-os durante o processo. Esses átomos então emitem luz ultravioleta que é detectado nos seus comprimentos de onda característicos pelo espectrógrafo Alice.

Similarmente, é o impacto de um elétron com uma molécula de dióxido de carbono que resulta na quebra em átomos e nas emissões de carbono observadas.

A imagem espectral abaixo foi obtida pelo espectrógrafo de ultravioleta distante Alice. A emissão de oxigênio (O1) e carbono (C1) na coma são indicados. Os brilhos das bandas Lyman alfa e Lyman beta são devidas ao impacto dos elétons na água.

© ESA/Alice (imagem espectral da emissão de oxigênio e carbono)

“As análises das intensidades relativas das emissões atômicas nos permitem determinar que nós estamos observando diretamente as moléculas principais que estão sendo quebradas pelos elétrons na vizinhança imediata, a cerca de 1 km, do núcleo do cometa onde elas estão sendo produzidas”, explicou o Prof. Feldman, principal autor do artigo que evidencia os resultados.

“A descoberta que nós estamos reportando é bem inesperada”, disse o Dr. Alan Stern do Southwest Research Institute em Boulder, no Colorado.

“Isso nos mostra o valor de estarmos indo para os cometas e os observando bem de perto, já que essa descoberta simplesmente não poderia ter sido feita do nosso planeta ou de algum telescópio em órbita. E isso, está fundamentalmente transformando nosso conhecimento dos cometas”.

Aqui da Terra, ou de observatórios espaciais próximos da Terra como o Hubble, os constituintes atômicos dos cometas só podem ser vistos depois que suas moléculas principais, como a água e o dióxido de carbono, foram quebradas pela luz do Sol, de centenas a milhares de quilômetros de distância do núcleo do cometa.

O instrumento Alice da Rosetta também estudou a superfície do cometa e usará em estudos futuros da sua atmosfera à medida que o cometa se aproxima do Sol e sua pluma torna-se mais ativa devido ao aquecimento solar.

As observações do cometa ajudarão os pesquisadores a aprender mais sobre a origem e a evolução do Sistema Solar e o papel que os cometas podem ter tido em ter trazido água para o nosso planeta.

Um artigo que apresenta os resultados foi aceito para publicação na revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESA

Rochas suspensas em superfície de cometa

Os cientistas da missão Rosetta descobriram uma formação geológica incomum na região de Aker no lóbulo maior do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.

© ESA/Rosetta (as três rochas na região Aker)

“Nós já tínhamos notado essa formação em imagens anteriores, contudo, numa primeira olhada, os pedaços de rochas não pareciam ser muito diferentes dos outros que nós observamos”, disse o Dr. Sebastien Besse da ESA, que primeiro notou os três pedaços de rochas incomuns na superfície do cometa.

Dos três pedaços de rochas, o maior deles tem um diâmetro de cerca de 30 metros. Em imagens do módulo orbital Rosetta, ele se destaca tendo somente uma pequena área de contato com a superfície. Ele também parece estar pendurado no anel de uma pequena depressão.

Formações geológicas similares são também encontradas na Terra. Rochas as vezes tocam o terreno somente por uma ponta, ou um pedaço bem pequeno de sua superfície, e as vezes parece que elas podem se inclinar e cair com qualquer tipo de movimento.

Alguns desses pedaços de rochas podem balançar para frente e para trás e são então referidos como “pedras que balançam”. Muitos desses pedaços de rochas são chamados de erráticos pois viajam do seu local atual dentro de geleiras. Em outros casos, o vento e a água erode o material mais suave no embasamento local, deixando para trás somente o material mais resistente.

“Como essa rocha que aparenta estar balançando no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko se formou ainda não é algo claro”, disse o Dr. Holger Sierks do Max Planck Institute for Solar System Research, na Alemanha.

“Uma possibilidade é que processos de transportes relacionados com a atividade do cometa tenham um papel importante, fazendo com que os pedaços de rochas se movam do seu local original e alcancem um novo local”.

© ESA/Rosetta (posição das três rochas)

Pedaços de rochas dispersos são vistos em muitos locais na superfície do cometa, algumas vezes em regiões relativamente mais suaves. Um dos maiores já observados, Quéops, mede cerca de 45 metros em tamanho e localiza-se no meio da parte suave da região de Imhotep, no lóbulo maior do cometa. Em outras regiões, é mais comum observar pilhas de rochas compostas de centenas de pedaços de rochas.

“Interpretar as imagens da superfície do cometa é algo delicado. Dependendo do ângulo de visão, da iluminação e da resolução espacial, impressões muito diferentes e até mesmo erradas são criadas”, disse o Dr. Sierks.

Imagens futuras dessas formações deverão ajudar a fornecer mais detalhes sobre a sua verdadeira natureza e talvez até a sua origem.

Fonte: ESA

Rosetta mostra que cometa não é magnetizado

Medições feitas pela Rosetta e pelo Philae, durante as várias aterragens do módulo no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, mostram que o núcleo do cometa não é magnetizado.

© ESA (dados do campo magnético)

A imagem acima mostra um gráfico do campo magnético em função da altura acima da superfície, através de dados do campo magnético recolhidos pelo instrumento ROMAP do Philae imediatamente antes (topo) e depois (em baixo) da colisão com um penhasco às 16:20 GMT do dia 12 de novembro de 2014 (hora da sonda), entre o primeiro e o segundo pouso. Assim sendo, o tempo decorre da esquerda para a direita para a subida (em baixo), mas da direita para a esquerda para a descida (topo). As medições (cruzes) são comparadas com um modelo hipotético (linha sólida) assumindo uma superfície ligeiramente magnetizada. Também incluida a influência do campo magnético interplanetário do vento solar perto do núcleo do cometa. A distância superiores a 10 metros, o campo é muito fraco, deixando apenas o campo externo. Mas mais perto da superfície, o próprio campo magnético do cometa deveria aumentar e dominar. Não é isto que vemos, sugerindo que a escalas superiores a um metro (a resolução do instrumento), o cometa não é magnetizado.

O estudo das propriedades de um cometa pode fornecer pistas sobre a função desempenhada pelos campos magnéticos na formação dos corpos do Sistema Solar há quase 4,6 bilhões de anos atrás. O Sistema Solar jovem não era mais do que um disco rodopiante de gás e poeira mas, no espaço de apenas alguns milhões de anos, o Sol nasceu no seu centro e o material restante formou os asteroides, cometas, luas e planetas.

A poeira continha uma fração significativa de ferro, parte sob a forma de magnetita. Os grãos milimétricos de materiais magnéticos já foram encontrados em meteoritos, indicando a sua presença no início do Sistema Solar.

Isto leva os cientistas a pensar que os campos magnéticos, espalhados pelo disco protoplanetário, podem ter desempenhado um papel importante na movimentação dos materiais à medida que se juntavam para formar corpos maiores.

Mas ainda não sabemos com clareza a importância dos campos magnéticos cruciais neste processo de acreção, à medida que os blocos de construção cresciam até vários centímetros, metros e dezenas de metros, antes de a gravidade começar a dominar quando atingiram escalas de centenas de metros ou quilômetros.

Algumas teorias sobre a agregação de partículas magnéticas e não-magnéticas de poeira mostram que os objetos maiores daí resultantes podem também permanecer magnetizados, permitindo com que sejam influenciados pelos campos magnéticos do disco protoplanetário.

Mas, tendo em conta que os cometas contêm alguns dos materiais mais pristinos do Sistema Solar, são equivalentes a um laboratório natural que permite investigar se estes corpos maiores podem ter permanecido magnetizados.

No entanto, a deteção do campo magnético dos cometas tem provado ser difícil em missões anteriores, pois normalmente são apenas passagens rasantes e relativamente distantes dos núcleos cometários.

Graças à proximidade da sonda Rosetta da ESA ao cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, e às medições ainda mais íntimas e à superfície do módulo Philae, temos agora a primeira investigação detalhada das propriedades magnéticas do núcleo de um cometa.

O instrumento de medição do campo magnético do Philae tem o nome ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor) e a Rosetta transporta um magnetômetro como parte do conjunto de sensores RPC (Rosetta Plasma Consortium), chamado RPC-MAG.

As mudanças no campo magnético que rodeia a Rosetta permitiram com que o RPC-MAG detectasse o momento em que o Philae libertou-se da sonda na manhã de 12 de novembro de 2014.

Ao sentir variações periódicas no campo magnético externo medido e movimentos no seu braço de lançamento, o ROMAP foi capaz de detectar os eventos de pouso e determinar a orientação do Philae durante as horas seguintes. Combinadas com informações da experiência CONSERT, que forneceu uma estimativa da posição do pouso final, com informações dos tempos, com imagens da câmara OSIRIS da Rosetta, com suposições sobre a gravidade do cometa e com medições da sua forma, os cientistas conseguiram determinar a trajetória do Philae.

As equipes da missão descobriram logo que o Philae não só pousou uma vez em Agilkia, mas que entrou em contato com a superfície do cometa quatro vezes, incluindo um raspão à superfície que o enviou em direção ao local de pouso final em Abydos. Esta trajetória complexa acabou por ser cientificamente benéfica à equipa do ROMAP.

"O voo não planejado pela superfície, na verdade, significa que pudemos recolher medições precisas do campo magnético com o Philae nos quatro pontos de contato e a uma variedade de alturas acima da superfície," afirma Hans-Ulrich Auster, pesquisador do ROMAP e autor principal dos resultados apresentados na Assembleia Geral da União Europeia de Geociências em Viena, Áustria.

As múltiplas descidas e subidas significam que foi possível comparar medições feitas nas viagens em direção ao cometa, na direção oposta de cada ponto de contato e à medida que voava acima da superfície.

O ROMAP mediu um campo magnético durante estas sequências, mas descobriu que a sua força não depende da altura ou posição do Philae acima da superfície. Isto não é consistente com a suposição de ser o próprio núcleo do cometa o responsável por esse campo.

"Se a superfície fosse magnetizada, teríamos visto um claro aumento nas leituras do campo magnético à medida que nos aproximávamos cada vez mais da superfície," explica Hans-Ulrich. "Mas tal não foi o caso em qualquer um dos locais visitados, por isso concluímos que o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko é um objeto incrivelmente não-magnético."

Ao invés, o campo magnético medido é consistente com um campo magnético externo, nomeadamente a influência do campo magnético interplanetário do vento solar perto do núcleo do cometa. Esta conclusão foi confirmada pelo fato de que as variações no campo, medidas pelo Philae, coincidem intimamente com aquelas observadas ao mesmo tempo pela Rosetta.

"Durante a aterragem do Philae, a Rosetta estava a cerca de 17 km da superfície, e conseguimos obter leituras complementares do campo magnético que excluem quaisquer anomalias magnéticas locais nos materiais de superfície do cometa," explica Karl-Heinz Glassmeier, pesquisador principal do RPC-MAG a bordo da sonda.

No geral, os dados mostram que o cometa tem um campo magnético de menos de 2 nT (nanotesla) à superfície cometária e em vários locais, com um momento magnético específico de < 3,1 x 10^-5 Am²/kg, valores inferiores aos conhecidos para o material lunar e meteoritos medidos na Terra. O momento de dipolo máximo do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko é de 1,6 x 10⁸ Am². Conclui-se que na escala do medidor, o alinhamento magnético na nebulosa protoplanetária é de menor importância.

Se grandes pedaços de material à superfície do 67P/Churyumov-Gerasimenko fossem magnetizados, o ROMAP teria registado variações adicionais no sinal à medida que o Philae voava sobre eles.

"Se qualquer material é magnetizado, deve ser a escalas inferiores a um metro, abaixo da resolução espacial das nossas medições. E se o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko é representativo de todos os núcleos cometários, então isso sugere que as forças magnéticas não são suscetíveis de ter desempenhado um papel na acumulação dos blocos de construção planetária maiores que um metro em tamanho," conclui Hans-Ulrich.

"É ótimo ver a natureza complementar das medições da Rosetta e do Philae, trabalhando em conjunto para responder a esta questão simples mas importante de saber se o cometa é magnetizado," conclui Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.

Os resultados foram publicados num artigo científico na revista Science.

Fonte: ESA

O mais novo cometa brasileiro

Mais um cometa brasileiro foi descoberto pela equipe do Southern Observatory for Near Earth Asteroids Research (SONEAR).

© Michael Jäger (cometa C/2014 E2 Jacques)

A imagem acima, obtida pelo astrofotógrafo Michael Jäger, mostra o segundo cometa descoberto pela equipe do Observatório SONEAR.

A circular CBET nr. 4085, de 31 de Março de 2015, anunciou a descoberta de um cometa de magnitude 16 realizada  por Cristóvão Jacques em imagens de CCD feitas no dia 27 de Março de 2015, por Cristóvão Jacques, Eduardo Pimentel e João Ribeiro de Barros, com o astrógrafo de 0,28 metros e f/2,2 no Observatório SONEAR em Oliveira, Minas Gerais. O novo cometa foi designado oficialmente como C/2015 F4 Jacques.

O Observatório Remanzacco realizou medidas do objeto. Para isso Ernesto Guido e Nick Howes empilharam 14 exposições sem filtros, com 60 segundos de exposição cada uma, obtidas remotamente no dia 2 de Março de 2015, com o astrógrafo de 0,43 metros e f/6,8 do Telescópio Q62, da rede de telescópios iTelescope em Siding Spring. As imagens mostram que esse objeto é um cometa com condensação central bem definida envolta por uma coma com cerca de 8” de diâmetro e uma cauda com cerca de 15” de comprimento em PA 237.

© Observatório SONEAR (movimento do cometa C/2015 F4 Jacques)

As imagens acima mostram uma sequência do movimento do novo cometa Jacques que culminou na sua descoberta.

O cometa Jacques (C/2015 F4) estará a cerca de 134 milhões de km de distância no dia 8 de agosto, data prevista do periélio, o ponto de sua órbita em que o cometa estará mais perto do Sol, a cerca de 259 milhões de quilômetros, correpondendo a 1,73 UA. A distância do cometa à Terra nesta ocasião será de 0,897 UA, conforme os elementos parabólicos preliminaries para o cometa.

Fonte: Observatório SONEAR e Remanzacco Observatory

Detectado nitrogênio molecular em cometa

A sonda Rosetta da ESA fez a primeira medida de nitrogênio molecular num cometa, fornecendo pistas sobre a temperatura ambiental na qual o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko se formou.

© ESA/Rosetta (cometa Churyumov-Gerasimenko)

Esta imagem efetuada pela Rosetta foi tirada a uma distância de 85,7 km do centro do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko em 14 de março de 2015. A imagem tem uma resolução de 7,3 m/pixel e mede 6,4 x 6,3 km.

A Rosetta chegou neste cometa em Agosto de 2014, e desde então tem coletado extensos dados no cometa e no seu ambiente com seu conjunto de 11 instrumentos científicos.

A medição da taxa de deutério por hidrogênio (D/H) medida no vapor de água ao redor do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. As medições foram realizadas pelo espectrômetro de massa Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA) entre 8 de agosto e 5 de setembro de 2014.

O deutério é um isótopo do hidrogênio com um acréscimo de um nêutron. A proporção de deutério e hidrogênio em água é um diagnóstico chave para determinar em que lugar do Sistema Solar um objeto se originou e a contribuição de asteroides e/ou cometas para os oceanos da Terra.

© ESA/ATG medialab (deutério por hidrogênio no Sistema Solar)

O gráfico acima mostra as diferentes valores de D/H em água observada em vários corpos no Sistema Solar. Os pontos de dados são agrupados por cores como planetas e luas (azul), meteoritos condritos do cinturão de asteroides (cinza), cometas provenientes da nuvem de Oort (roxo) e cometas da família Júpiter (rosa). Os cometas da família Júpiter de Rosetta são destacados em amarelo. Os diamantes representam os dados obtidos no local e os círculos representam os dados obtidos por métodos astronômicos. A parte inferior do gráfico mostra o valor de D/H medida em hidrogênio molecular na atmosfera dos planetas gigantes do Sistema Solar (Júpiter, Saturno, Urano, Netuno) e uma estimativa do valor típico em hidrogênio molecular para a nebulosa protosolar, a partir do qual todos os objetos no nosso Sistema Solar se formou.

A razão para os oceanos da Terra é de 1,56 × 10^–4 (como mostra a linha horizontal azul na parte superior do gráfico). O valor para o Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko é de 5,3 x 10^–4, mais de três vezes maior do que para os oceanos da Terra. Estes dados fornecem aspectos sobre a origem dos oceanos da Terra e se asteroides ou cometas contribuiram para o fornecimento de água.

A detecção de nitrogênio molecular tem sido pensada por muito tempo num cometa. O nitrogênio somente havia sido detectado em outros compostos, incluindo a amônia, por exemplo.

Sua detecção é particularmente importante já que o nitrogênio molecular é o tipo mais comum do nitrogênio disponível quando o Sistema Solar estava se formando. Nas regiões externas mais frias, ele provavelmente forneceu a principal fonte de nitrogênio que foi incorporada no gás dos planetas. Ele também dominou a densa atmosfera da lua de Saturno, Titã, e está presente nas atmosferas e nas superfícies congeladas de Plutão e da lua Tritão, de Netuno.

É nessa região externa e fria do nosso Sistema Solar que a família de cometas de onde o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko faz parte, acredita-se tenha se formado.

Os novos resultados são baseados em 138 medidas coletadas pelo instrumento Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA) durante os dias 17 a 23 de Outubro de 2014, quando a Rosetta estava a cerca de 10 km do centro do cometa.

“Identificando o nitrogênio molecular coloca importantes restrições nas condições onde o cometa se formou, pois ele necessita de temperaturas muito baixas para que ele possa ficar aprisionado no gelo”, disse Martin Rubin da Universidade de Bern, principal autor do artigo que apresenta os resultados.

O aprisionamento do nitrogênio molecular no gelo na nebulosa protosolar aconteceu em temperaturas similares àquelas necessárias para aprisionar o monóxido de carbono. Assim para colocar essas restrições no modelo de formação de cometas, os cientistas comparam a razão de nitrogênio molecular com o monóxido de carbono medido no cometa com aquela existente na nebulosa prosolar, com a razão de nitrogênio medido com carbono em Júpiter e no vento solar.

Essa razão para o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko é cerca de 25 vezes menor do que os valores protosolares esperados. Os cientistas acreditam que essa depleção pode ser uma consequência do gelo formado em temperaturas muito baixas na nebulosa protosolar.

Um cenário envolve temperaturas entre -250 e -220 graus Celsius, com um aprisionamento relativamente ineficiente de nitrogênio molecular no gelo de água amorfo ou no clatrato em ambos os casos levando diretamente a uma baixa razão.

De maneira alternativa, o nitrogênio molecular poderia ter sido aprisionado de forma mais eficiente em temperatura ainda mais baixa de cerca de -253 graus Celsius na mesma região de Plutão e Tritão, resultando em gelos relativamente enriquecidos de nitrogênio como vistos neles.

O aquecimento subsequente do cometa através do decaimento de nuclídeos radioativos, ou enquanto o cometa se move para mais próximo do Sol, poderia ter sido suficiente para disparar a expulsão de nitrogênio e assim levar a uma redução da razão com o passar do tempo.

“Esse processo em temperaturas muito baixas é similar àquele que deve ter acontecido em Plutão e Tritão para desenvolverem seu gelo rico em nitrogênio e é consistente com o cometa originado do Cinturão de Kuiper”, disse Martin.

O único corpo do Sistema Solar com uma atmosfera rica em nitrogênio é a Terra. A melhor hipótese até hoje sobre sua origem é via placa tectônicas, com vulcões lançando nitrogênio preso nas rochas de silicatos no manto.

Contudo a questão permanece sobre o papel dos cometas na entrega desse importante ingrediente.

“Do mesmo modo que nós queremos aprender sobre o papel dos cometas em trazer a água para a Terra, nós também queremos estabelecer as restrições na entrega de outros ingredientes, especialmente aqueles necessários para gerar os blocos fundamentais da vida, como o nitrogênio”, disse Kathrin Altwegg também da Universidaade de Berna e o principal pesquisador do instrumento ROSINA.

Para avaliar a possível contribuição dos cometas como o da Rosetta para o nitrogênio na atmosfera da Terra, os cientistas assumem que a razão isotópica do ¹⁴N para ¹⁵N no cometa é a mesma que aquela medida para Júpiter e para o vento solar, que reflete a composição da nebulosa protosolar.

Contudo, essa razão isotópica é muito maior do que aquela medida para outras espécies que possuem nitrogênio presentes nos cometas, como a amônia.

A razão ¹⁴N/¹⁵N na Terra localiza-se aproximadamente entre esses dois valores, e se existia uma mistura igual da forma molecular por um lado e da amônia e outros compostos por outro lado, nos cometas, seria no mínimo concebível que o nitrogênio da Terra poderia ter vindo dos cometas.

“Contudo, a quantidade de nitrogênio, encontrada no 67P/Churyumov-Gerasimenko não tem uma mistura igual entre o nitrogênio molecular e o nitrogênio em outras moléculas. Além disso, existe 15 vezes menos nitrogênio molecular, e assim a razão ¹⁴N/¹⁵N da Terra não pode ser reproduzida através da entrega dos cometas da família Júpiter, como o cometa da Rosetta”, disse Martin.

“Esse é outro pedaço do quebra-cabeça em termos do papel dos cometas da família Júpiter na evolução do Sistema Solar, mas o quebra-cabeça nem está perto de ser acabado ainda”, disse o cientista de projeto da Rosetta da ESA, Matt Taylor.

“A Rosetta está a cerca de cinco meses do periélio, e está vendo como a composição dos gases muda no decorrer de tempo, e está tentando decifrar o que ela pode nos dizer sobre a vida passada desse cometa”.

Os resultados desta pesquisa foram publicados na revista Science.

Fonte: ESA

O novo cometa SOHO

Um cometa recém-descoberto pode em breve fazer uma aparição no céu noturno.

© NASA/ESA/SOHO (cometa SOHO-2875)

Uma descoberta casual ocorrida em 18 de fevereiro último, está chamando a atenção de um grupo de astrônomos, que de forma ainda provisória foi denominado de SOHO-2875, porque esta é a descoberta de número 2.875 do Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) da NASA e da ESA.

© SOHO C2 (trajetória do cometa SOHO-2875)

A imagem acima mostra a trajetória do cometa fazendo seu voo rasante nas imediações do disco solar.

O astrônomo Karl Battams do Naval Research Lab, que mantém o site Sungrazer Project, observou que o SOHO-2875 não pertence a família de cometas do grupo de Kreutz. Os cometas rasantes Kreutz são fragmentos oriundos do rompimento de um único cometa gigante ocorrida muitos séculos atrás.

A animação a seguir mostra o cometa apresentando uma cauda quando se movimenta do centro para a esquerda, e na sequência a câmara LASCO C3 do SOHO captou uma CME (Ejeção de Massa Coronal) do Sol.

© SOHO C3 (movimentação do cometa SOHO-2875)

O cometa aparentemente possui 2,5 de magnitude e cerca de 5° a partir da Sol. A cauda agora está cada vez mais evidente.  Pelo menos por enquanto, o cometa parece ter sobrevivido ao calor e marés gravitacionais do Sol.

A União Astronômica Internacional (IAU) nomeou oficialmente o cometa SOHO-2875 de C/2015 D1 (SOHO).

Fonte: NASA e ESA