Água encontrada em raro cometa

O telescópio espacial James Webb permitiu mais um avanço científico há muito procurado, desta vez para os cientistas do Sistema Solar que estudam as origens da água que tornou possível a vida na Terra.

© NASA / ESA (ilustração do cometa Read)

Utilizando o instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb, os astrônomos confirmaram, pela primeira vez, a existência de gás, especificamente vapor de água, em torno de um cometa no cinturão principal de asteroides, provando que a água do Sistema Solar primordial pode ser preservada sob a forma de gelo nesta região. 

No entanto, a detecção bem-sucedida de água vem acompanhada de um novo quebra-cabeças: ao contrário de outros cometas, o cometa 238P/Read não tinha dióxido de carbono detectável. 

Os cometas do cinturão de asteroides são uma classificação relativamente recente, e o cometa Read foi um dos três cometas originais utilizados para estabelecer a categoria. Anteriormente, considerava-se que os cometas tinham origem no Cinturão de Kuiper e na Nuvem de Oort, localizada além da órbita de Netuno, onde os seus gelos podiam ser preservados mais longe do Sol. 

O material congelado que se vaporiza à medida que se aproxima do Sol é o que dá aos cometas a sua coma característica e a sua cauda, diferenciando-os dos asteroides. Os cientistas há muito que especulam que a água gelada pode ser preservada no mais quente cinturão de asteroides, dentro da órbita de Júpiter, mas a evidência definitiva permanecia elusiva, até agora. 

A ausência de dióxido de carbono foi uma surpresa maior. Normalmente, o dióxido de carbono constitui cerca de 10% do material volátil de um cometa, que pode ser facilmente vaporizado pelo calor do Sol. A equipe científica apresenta duas explicações possíveis para a falta de dióxido de carbono. Uma possibilidade é que o cometa Read tinha dióxido de carbono quando se formou, mas perdeu-o devido às temperaturas quentes. Estar no cinturão de asteroides durante muito tempo pode ser a causa, o dióxido de carbono evapora-se mais facilmente do que a água gelada e pode escapar para o espaço ao longo de bilhões de anos. Em alternativa, o cometa Read pode ter sido formado numa zona particularmente quente do Sistema Solar, onde não havia dióxido de carbono disponível. 

O próximo passo é levar a investigação para além do cometa Read, para ver como se compara com outros cometas do cinturão de asteroides. Será que outros cometas desta região também não têm dióxido de carbono? Seja como for, será importante descobrir.

O estudo foi publicado na revista Nature. 

Fonte: Space Telescope Science Institute

Dois cometas promissores

O comportamento dos cometas podem ser surpreendentes.

© Eduard Demencik (cometa C/2022 E3 ZTF)

Os cometas podem se desintegrar ou sofrer outburst (explosão). A mudança constante tornam estes viajantes do Sistema Solar alvos irresistíveis para amadores observá-los. "Olhe profundamente para a natureza, e você entenderá tudo melhor," disse Albert Einstein.

Existem dois cometas de 10ª magnitude agora visíveis no céu noturno, ambos descobertos pelo Zwicky Transient Facility (ZTF) e levam seus nomes: cometa ZTF (C/2020 V2) e cometa ZTF (C/2022 E3). A pesquisa ZTF varre todo o céu do norte a cada duas noites usando uma câmera CCD de campo excepcionalmente amplo no telescópio Samuel Oschin de 48 polegadas no Observatório Palomar. Entre suas presas estão asteroides próximos da Terra, milhares de supernovas (6.600 classificadas até o momento) e numerosos cometas, incluindo estes dois objetos em destaque. Ambos estão aumentando o brilho lentamente e irão enfeitar os céus por meses, tornando-os objetos ideais para observar suas evoluções. 

O cometa C/2020 V2 ZTF ainda paira em torno da magnitude 10,5 à medida que avança para o norte na direção daestrela Polaris a uma taxa atual de cerca de 0,5° por dia. Neste mês de novembro, o cometa fica a cerca de 20° de altura ao anoitecer para observadores nas latitudes do meio do norte e é circumpolar para grande parte dos EUA e da Europa. A altitude máxima ocorre pouco antes do amanhecer. Um telescópio de 8 polegadas ou maior sob céus sem lua deve fornecer uma boa visão deste compacto chumaço de algodão. 

O C/2020 V2 ZTF aumenta lentamente para uma magnitude máxima de cerca de 9,0 a 9,5 no final de janeiro, onde estará situado a oeste do brilhante aglomerado aberto M103 em Cassiopeia, e novamente no final de agosto e início de setembro durante sua aproximação mais próxima da Terra em 17 de setembro, 2023. O seu periélio será no dia 8 de maio de 2023.

O cometa C/2022 E3 ZTF deve se tornar uma ordem de magnitude mais espetacular do que seu sósia homônimo. Ficando parado por enquanto no norte de Serpens, perto da fronteira de Corona Borealis, este pequeno cometa fortemente condensado brilha em torno de magnitude 9,8. Ele possui a aparência característica de um cometa com um núcleo brilhante e uma cauda minúscula em forma de leque. Agora ele está na magnitude 10, a coma com cerca de 1,5' e uma cauda de 3' apontando para o leste. 

Em 1º de janeiro, o cometa C/2022 E3 ZTF acelera rapidamente, cruzando de Corona Borealis para Boötes, Draco e Ursa Menor enquanto aumenta de magnitude 8 para 5 a 5,5 no final deste mês. Durante a terceira semana de janeiro, torna-se circumpolar para os observadores da latitude norte e passa cerca de 10° a sudeste de Polaris em 29 de janeiro. Na noite de 10 para 11 de fevereiro, ele faz uma visita a Marte. O periélio desta bola de neve cósmica ocorre em 12 de janeiro a 1,1 UA (unidades astronômicas) e a aproximação mais próxima da Terra em 1º de fevereiro a 0,29 UA. Com um pico de magnitude 5 no final de janeiro e início de fevereiro, deve ser um belo objeto binocular e provavelmente visível a olho nu em céus escuros e sem Lua.

Fonte: Sky & Telescope

Cometas e o Sistema Solar

Um novo estudo da Universidade da Flórida Central descobriu fortes evidências de que a emissão de moléculas dos cometas pode ser o resultado da composição do início do nosso Sistema Solar.

© NASA / WISE (cometa 65P/Gunn)

O estudo foi liderado por Olga Harrington Pinto, do Departamento de Física da mesma universidade. A medição da proporção de certas moléculas presentes após a emissão de gases dos cometas pode fornecer conhecimentos sobre a composição química dos primeiros sistemas solares e do processamento físico dos cometas após a sua formação. A liberação de gases ocorre quando os cometas, que são pequenos corpos de poeira, rocha e gelo no Sistema Solar, aquecem. 

Como parte da sua pesquisa, Harrington Pinto compilou as quantidades de água, dióxido de carbono e monóxido de carbono de 25 cometas para testar as previsões da formação e evolução do Sistema Solar. Isto permitiu o estudo de quase o dobro dos dados de monóxido de carbono e dióxido de carbono cometários. As medições vieram de uma variedade de publicações científicas. Ela combinou cuidadosamente os dados obtidos com diferentes telescópios e diferentes equipes de observação quando as medições eram simultâneas e pôde confirmar que os dados estavam todos bem calibrados.

Um dos resultados mais interessantes é que cometas muito longe do Sol com órbitas na nuvem de Oort que nunca, ou só raramente, orbitaram perto do Sol, foram vistos produzindo mais CO2 do que CO na sua coma, enquanto que cometas que fizeram muitas mais viagens perto do Sol comportam-se de forma oposta. Isto nunca tinha sido visto de forma conclusiva antes. 

Curiosamente, os dados são consistentes com as previsões de que os cometas que têm permanecido muito longe do Sol, na nuvem de Oort, podem ter sido bombardeados por raios cósmicos na sua superfície de tal forma que criaram uma camada externa pobre em CO. Depois da sua primeira ou segunda viagem perto do Sol, esta camada exterior processada é arrancada pelo Sol, revelando uma composição muito mais pura, que libera muito mais CO. 

A pesquisadora diz que o próximo passo do trabalho é analisar as primeiras observações de centauros que a sua equipe fez com o telescópio espacial James Webb a fim de medir diretamente o monóxido de carbono e dióxido de carbono e assim comparar os resultados com este estudo.

Os resultados foram publicados na revista The Planetary Science Journal. 

Fonte: University of Central Florida

O cometa com maior núcleo

O telescópio espacial Hubble determinou o tamanho do maior núcleo gelado de um cometa alguma vez visto.

© STScI/Hubble (cometa Bernardinelli-Bernstein)

Esta sequência mostra como o núcleo do cometa C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) foi isolado de uma vasta concha de poeira e gás que rodeava o núcleo sólido gelado. À esquerda encontra-se uma fotografia do cometa tirada pelo instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) do telescópio espacial Hubble, em 8 de janeiro de 2022. Um modelo da coma (painel central) foi obtido através do encaixe do perfil de brilho da superfície com a imagem observada à esquerda. Isto permitiu que a coma fosse subtraída, desvendando o brilho pontiagudo do núcleo. Em combinação com dados de radiotelescópios, os astrônomos chegaram a uma medição precisa do tamanho do núcleo. É uma pequena proeza para algo a cerca de 3,2 bilhões de quilômetros de distância. Embora se estime que o núcleo tenha até 137 quilômetros de diâmetro, está tão longe que não pode ser resolvido pelo Hubble. O seu tamanho deriva da sua refletividade tal como medida por Hubble. Estima-se que o núcleo seja tão escuro como o carvão. A área do núcleo foi recolhida a partir de observações de rádio. 

O núcleo é cerca de 50 vezes maior do que o encontrado no coração da maioria dos cometas conhecidos. A sua massa está estimada em 500 trilhões de toneladas, cem mil vezes maior do que a massa de um cometa típico encontrado muito mais próximo do Sol.

O cometa gigante, C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein), está se dirigindo na direção do Sol a 35.400 quilômetros por hora desde a orla do Sistema Solar. Ele nunca se aproximará mais do que 1,6 bilhões de quilômetros do Sol, ligeiramente mais do que a distância do planeta Saturno. E isso só será no ano 2031. 

O recordista anterior de maior cometa conhecido é C/2002 VQ94, com um núcleo estimado em torno de 97 quilômetros. Foi descoberto em 2002 pelo projeto LINEAR (Lincoln Near-Earth Asteroid Research).

© STScI (comparação de núcleos cometários)

O cometa C/2014 UN271 foi descoberto pelos astrónomos Pedro Bernardinelli e Gary Bernstein em imagens de arquivo do DES (Dark Energy Survey) no Observatório Interamericano de Cerro Tololo, Chile. Foi observado pela primeira vez apenas por acaso em novembro de 2010, quando se encontrava a uns impressionantes 4,8 bilhões de quilômetros do Sol, mais do que a distância média que separa Netuno do Sol. Desde então, tem sido intensivamente estudado por telescópios terrestres e espaciais.

O cometa vem se aproximando do Sol há mais de 1 milhão de anos. Sua origem é do repositório que contêm trilhões de cometas, chamado Nuvem de Oort. Pensa-se que a nuvem difusa tenha uma orla interior 2.000 a 5.000 vezes a distância entre a Terra e o Sol. A sua orla exterior pode estender-se pelo menos a um-quarto da distância às estrelas mais próximas do nosso Sol, no sistema Alpha Centauri. Os cometas da Nuvem de Oort não se formaram tão longe do Sol; em vez disso, foram atirados para fora do Sistema Solar há bilhões de anospela ação gravitacional entre os massivos planetas exteriores, quando as órbitas de Júpiter e Saturno ainda estavam evoluindo. 

Os longínquos cometas só regressam ao Sol e aos planetas se as suas órbitas distantes forem perturbadas pela atração gravitacional de uma estrela passageira. O cometa Bernardinelli-Bernstein segue uma órbita elíptica de 3 milhões de anos, levando-o para tão longe do Sol quanto cerca de meio ano-luz. O cometa está agora a menos de 3,2 bilhões de quilômetros do Sol, trafegando quase perpendicularmente ao plano do nosso Sistema Solar. A esta distância, as temperaturas são apenas de -211 ºC. No entanto, é suficientemente quente para o monóxido de carbono se sublimar a partir da superfície para produzir a coma empoeirada.

O cometa Bernardinelli-Bernstein fornece uma pista inestimável para a distribuição do tamanho dos cometas na Nuvem de Oort e, consequentemente, da sua massa total. As estimativas da massa da Nuvem de Oort variam muito, chegando a atingir 20 vezes a massa da Terra. Teorizada pela primeira vez em 1950 pelo astrônomo holandês Jan Oort, a Nuvem de Oort continua sendo uma hipótese porque os inúmeros cometas que a compõem são demasiado tênues e distantes para serem diretamente observados. Ironicamente, isto significa que a maior estrutura do Sistema Solar é praticamente invisível. 

Estima-se que o par de naves espaciais Voyager da NASA só chegue ao reino interior da Nuvem de Oort daqui a 300 anos, e que possa demorar até 30.000 anos a atravessá-la. As evidências circunstanciais provêm de cometas em queda que podem ser rastreados até este local de nidificação. Aproximam-se do Sol de todas as diferentes direções, o que significa que a nuvem deve ter uma forma esférica.

Estes cometas são amostras pristinas da composição do Sistema Solar primitivo, preservadas durante bilhões de anos. A realidade da Nuvem de Oort é reforçada pela modelagem teórica da formação e evolução do Sistema Solar. Quanto mais evidências observacionais puderem ser recolhidas através de levantamentos do céu profundo, juntamente com observações em vários comprimentos de onda, melhor pode ser compreendida a função da Nuvem de Oort na evolução do Sistema Solar.

Um novo estudo sobre o cometa foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Space Telescope Science Institute

As cabeleiras dos cometas

De vez em quando, o Cinturão de Kuiper e a Nuvem de Oort lançam cometas compostos de gelo, poeira e rocha na nossa direção: remanescentes da formação do Sistema Solar com 4,6 bilhões de anos.

© Michael Jäger (cometa Leonard)

Estes cometas passam por uma metamorfose colorida ao cruzarem o céu, e muitos núcleos ganham uma coma (cabeleira) esverdeada que fica mais brilhante à medida que se aproximam do Sol. Mas, estranhamente, este tom de cor desaparece antes de alcançar a cauda (ou as duas caudas - iônica e de poeira) que fica para trás do cometa. 

Os astrônomos há quase um século que querem resolver este mistério. Na década de 1930, o físico Gerhard Herzeberg teorizou que o fenômeno se devia à luz solar que destruía o carbono diatômico (C2), uma substância química criada a partir da interação entre a luz solar e a matéria orgânica no núcleo do cometa; mas, dado que o C2 não é estável, esta teoria tem sido difícil de testar. Herzberg foi um físico incrível que ganhou o Prêmio Nobel da Química na década de 1970.

Um novo estudo, liderado pela Universidade de Nova Gales do Sul em Sydney, Austrália, encontrou finalmente uma forma de testar esta reação química num laboratório, e provando que a teoria está correta. Isto explica porque é que a cabeleira esverdeada, a camada difusa de gás e poeira que rodeia o núcleo, encolhe à medida que um cometa se aproxima do Sol, e também porque é que a cauda do cometa não é verde.

O elemento principal no centro do mistério, o C2, é altamente reativo e responsável por dar a muitos cometas a sua cor verde. É composto por dois átomos de carbono ligados entre si e só pode ser encontrado em ambientes extremamente energéticos ou com pouco oxigênio, como estrelas, cometas e no meio interestelar. 

O C2 não existe nos cometas até que estes se aproximam do Sol. À medida que o Sol começa a aquecer o cometa, a matéria orgânica presente no núcleo gelado evapora e passa para a cabeleira. A luz solar decompõe então estas moléculas orgânicas maiores, criando o C2. À medida que o cometa se aproxima cada vez mais do Sol, a radiação ultravioleta extrema parte as moléculas de C2 que recentemente criou, num processo chamado "fotodissociação". Este processo destrói o C2 antes de se poder afastar para longe do núcleo, tornando a cabeleira verde ainda mais brilhante e encolhendo-a, e também se certificando de que o tom verde nunca chega à cauda. É a primeira vez que esta interação química foi estudada aqui na Terra. 

Para resolver este processo químico galáctico, a equipe precisava recriá-lo num ambiente controlado na Terra. Conseguiram isto com a ajuda de uma câmara de vácuo, muitos lasers e uma poderosa reação cósmica. Foi utilizada a molécula percloroetileno (C2Cl4), e expelindo os seus átomos de cloro (Cl) com um laser ultravioleta (UV) de alta potência. As recém-produzidas moléculas de C2 foram enviadas através de um feixe de gás numa câmara de vácuo, que tinha cerca de dois metros de comprimento. 

A equipa então apontou outros dois lasers UV para o C2: um para o inundar de radiação, o outro para tornar os seus átomos detectáveis. O impacto da radiação "rasgou" o C2, enviando os seus átomos de carbono contra um detector de velocidade. Através da análise da velocidade destes velozes átomos, a equipe conseguiu medir a força da ligação de carbono a cerca de um em cada 20.000, o que é como medir 200 metros até ao centímetro mais próximo. 

Existem cerca de 3.700 cometas conhecidos no Sistema Solar, embora se suspeite que possam haver bilhões. Em média, o núcleo de um cometa tem um tamanho de 10 quilômetros, mas a sua cabeleira é frequentemente 1.000 vezes maior. 

Os cometas brilhantes podem dar espetáculos celestes àqueles que têm a sorte de os ver. Mas, no passado, os cometas podem ter feito mais do que isso pela Terra, de fato, uma das teorias sobre a origem da vida diz que os cometas entregaram os blocos de construção da vida mesmo à nossa porta.

Agora, os astrônomos pretendem investigar bandas interestelares difusas: padrões de linhas escuras entre estrelas que não correspondem a nenhum átomo ou molécula que conhecemos. As bandas interestelares difusas são um grande mistério não resolvido.

O novo estudo foi publicado no periódico Proceedings of the National Academy of Sciences.

Fonte: University of New South Wales

Da glória para o fracasso?

Em 3 de janeiro de 2021, o astrônomo americano Gregory J. Leonard descobriu um novo cometa no Observatório Mount Lemmon, no Arizona, EUA.

© Dan Bartlett (cometa Leonard)

Foi denominado de C/2021 A1 (Leonard), sendo o primeiro cometa descoberto neste ano. Uma característica específica do cometa Leonard é a sua velocidade incrível: cerca de 70 km/s! Ele está se deslocando 6 km/s mais rápido do que o cometa Neowise, do ano passado. Por causa desta velocidade, a posição do cometa no céu mudará todos os dias quando o observarmos daqui da Terra.

O cometa Leonard tem uma trajetória hiperbólica, o que significa que ele atravessará o Sistema Solar apenas uma vez e depois se afastará de nós e nunca mais voltará. Quando o cometa atingir o brilho máximo, ele terá uma cauda de poeira e uma cauda de gás. Em 8 de dezembro, a Terra cruzará o plano orbital do cometa, e os observadores verão a cauda de poeira de lado. 

O ângulo de visão fará com que a cauda se estreite e se ilumine um pouco. O cometa também pode ter uma anticauda que parecerá apontar na direção oposta às outras caudas, em direção ao Sol. Na verdade, uma anticauda é uma ilusão de ótica que é criada quando vemos partículas maiores de poeira depositadas ao longo da órbita de um cometa. 

O cometa ficará mais próximo da Terra, em torno de 35 milhões de km, e será melhor visível em 12 de dezembro de 2021, nascendo antes da aurora. Ele passará pelo nosso planeta a uma distância de 34 milhões de quilômetros, brilhando próximo da 4ª magnitude. O cometa Leonard já criou uma longa cauda iônica, agora tem o dobro do tamanho angular de uma Lua cheia! 

A direção das caudas de gás e de poeira será a mesma durante a maior parte do tempo em que o cometa estará observável. Somente no período de 10 a 13 de dezembro, as duas caudas formarão um ângulo visível que não ultrapassará 30°. Em 14 de dezembro o ângulo de fase será máximo com 160°, onde seu brilho aumentará atingindo a 2ª magnitude. A partir de 15 de dezembro de 2021 ele passa a ser visível após o pôr do Sol, atravessando a constelação de Sagitário. Em 17 de dezembro o cometa se situa próximo do planeta Vênus. 

Atualmente, o cometa Leonard tem uma magnitude visual de cerca de 7 e pode ser visto por meio de telescópios de porte médio. Procure o cometa na constelação de Cães de Caça, perto da Ursa Maior e da Cabeleira de Berenice. Não será muito fácil observá-lo, porque ele nascerá ao leste, próximo do local onde o Sol surge no horizonte. Durante a primeira quinzena de dezembro, o cometa Leonard estará passando pelas constelações de Boieiro, Serpente, Hércules e Ofiúco. 

Na segunda metade de dezembro, o cometa se deslocará para o hemisfério celestial sul. No dia de Natal (25 de dezembro), o cometa Leonard será visível do Hemisfério Sul na constelação de Microscópio. O periélio do cometa Leonard ocorrerá em 3 de janeiro de 2022 quando estará aproximadamente a 92 milhões de km do Sol. 

Porém, recentemente, a taxa de brilho parece ter estagnado, como observado pelo astrônomo Michael Mattiazzo. Embora o núcleo pareça intacto, a forma triangular achatada do ápice da coma indica que o cometa poderá sofrer fragmentação. Este aspecto foi visto em cometas que se desintegraram, como o C/2020 F8 SWAN e C/2017 E4 Lovejoy. O início da cauda também é bastante brilhante, embora ainda não exiba um pico solar como no cometa C/1996 B2 (Hyakutake) quando se fragmentou. 

Embora os cometas sejam notoriamente difíceis de prever, novas observações astrométricas do cometa são necessárias para confirmar a tendência à fragmentação. Ao contrário, desejamos que ele seja o cometa de Natal! 

Fonte: Cosmo Novas

Aumento de brilho de cometa

Um cometa famoso por sua personalidade explosiva está em erupção quase contínua desde 25 de setembro.

© R. Miles (outburst do cometa Schwassmann-Wachmann)

O brilho do cometa 29P/Schwassmann-Wachmann está aumentando continuamente, e agora ele aparece como um objeto minúsculo de magnitude 11 facilmente visível em telescópios maiores de 20 cm. Se você nunca viu um cometa se mascarando como uma nebulosa planetária parecida com uma estrela, não perca a chance. À medida que a explosão evolui, a coma do cometa se expande, mas também desaparece.

O cometa pode continuar a brilhar ou começar seu inevitável escurecimento. Ver mudanças noturnas em um objeto celestial é uma das razões pelas quais os cometas são tão divertidos de observar. Muitos cometas têm explosões repentinas de brilho (outburst), mas o 29P//Schwassmann-Wachmann é único porque tem uma média de 7,3 explosões por ano!

Normalmente, dois ou três por aparição são visíveis em telescópios amadores. Normalmente um objeto de 16ª magnitude, uma explosão pode saltar este cometa da obscuridade para tão brilhante quanto 10ª magnitude. Ele orbita um pouco além de Júpiter com um período de 14,7 anos e com um diâmetro de 60,4 ± 7,4 quilômetros. 

Richard Miles, da British Astronomical Association (BAA), é o líder do projeto no MISSION 29P, uma câmara de compensação dedicada a notícias e observações do cometa com a esperança de compreender melhor a causa subjacente de suas explosões tumultuadas. "Suspeita-se que o objeto pode ter sofrido quatro explosões sucessivas," disse Miles.

O gelo de água, um importante volátil que impulsiona a atividade em muitos cometas, é virtualmente inerte à distância do 29P/Schwassmann-Wachmann. Em vez disso, a vaporização do gelo de monóxido de carbono parece ser a principal causa de suas explosões regulares. Baseado em dados obtidos em grande parte por astrônomos amadores, Miles descreve as explosões como criovulcões que explodem após o monóxido de carbono e o metano, sob pressão da crosta do cometa, derreter, misturar e liberar energia. 

O aquecimento solar faz com que a crosta acima destes pontos ceda, liberando gases de forma explosiva junto com até um milhão de toneladas de poeira e detritos. Como abrir a rolha de uma garrafa de champanhe. Sendo o 29P/Schwassmann-Wachmann um grande cometa, sua gravidade segura temporariamente a expansão até que outro ciclo comece.

Atualmente existe uma campanha de vários comprimentos de onda para observar este cometa.

Fonte: Sky & Telescope

A origem do cometa ATLAS

Suspeita-se que há cerca de 5.000 anos um cometa passou a 37 milhões de quilômetros do Sol, mais perto do que o planeta Mercúrio.

© Hubble (fragmentação do cometa ATLAS)

Este par de imagens é do cometa C/2019 Y4 (ATLAS) obtidas pelo telescópio espacial Hubble, nos dias 20 e 23 de abril de 2020, revelam a fragmentação do núcleo sólido do cometa. As fotos do Hubble identificam até 30 fragmentos separados. O cometa estava aproximadamente a 146 milhões de quilômetros da Terra quando as imagens foram captadas. O cometa foi colorido artificialmente nas imagens para melhorar os detalhes para análise.

O cometa pode ter sido uma visão espetacular para as civilizações da Eurásia e do Norte da África no final da Idade da Pedra ou início da Idade do Bronze. No entanto, este visitante espacial sem nome não está registrado em qualquer relato histórico conhecido. 

Então, como é que os astrônomos sabem que existiu tal intruso interplanetário? É aqui que entra o cometa ATLAS (C/2019 Y4), que apareceu pela primeira vez no início de 2020. O cometa ATLAS, detectado pela primeira vez pelo ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), operado pela Universidade do Havaí, rapidamente encontrou uma morte prematura em meados de 2020, quando se desintegrou numa cascata de pequenos pedaços de gelo.

Num novo estudo usando observações do telescópio espacial Hubble, o astrônomo Quanzhi Ye da Universidade de Maryland em College Park, EUA, relata que o ATLAS é um pedaço que se separou deste antigo visitante. Isto ocorreu porque o ATLAS segue a mesma trajetória de um cometa visto em 1844, significando que os dois cometas são provavelmente irmãos de um cometa original que se fragmentou muitos séculos antes.

A ligação entre os dois cometas foi observada pela primeira vez pelo astrônomo amador Maik Meyer. Estas famílias de cometas são comuns. O exemplo visual mais dramático foi em 1994, quando o cometa condenado Shoemaker-Levy 9 foi fragmentado pela atração gravitacional de Júpiter. Estes fragmentos teve vida curta. Pedaço a pedaço, caiu em Júpiter em julho de 1994.

Ao contrário do seu hipotético cometa parente, o ATLAS desintegrou-se enquanto estava mais longe do Sol do que a Terra, a uma distância superior a 160 milhões de quilômetros. Este valor fica muito acima da distância em que o seu progenitor passou pelo Sol. Se se separou assim tão longe do Sol, como é que sobreviveu à última passagem pelo Sol há 5.000 anos? É muito incomum porque não seria de esperar. Esta é a primeira vez que um membro da família de um cometa de longo período foi visto se separando antes de passar perto do Sol.

A observação da fragmentação fornece pistas de como o cometa original se formou. Sabe-se que os cometas são aglomerações frágeis de poeira e gelo.

Após um ano de análise, os pesquisadores relatam que um fragmento do ATLAS se desintegrou em questão de dias, enquanto outro durou semanas. Isto informa que parte do núcleo era mais forte do que a outra. Uma possibilidade é que correntes de material ejetado podem ter feito o cometa girar tão depressa que as forças centrífugas o rasgaram. Uma explicação alternativa é que possui gelos muito voláteis que simplesmente explodiram o cometa como fogo de artifício. O irmão sobrevivente do cometa ATLAS só regressará no século L (50).

Veja mais detalhes em A fragmentação do cometa ATLAS.

Um novo artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Aumento de atividade em cometa

Um recém-descoberto visitante das orlas externas do nosso Sistema Solar demonstrou ser o maior cometa conhecido de todos os tempos, graças aos telescópios de resposta rápida do Observatório Las Cumbres.

© O. Las Cumbres/LOOK (cometa Bernardinelli-Bernstein)

O objeto, denominado C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) em honra aos seus dois descobridores, foi anunciado pela primeira vez no sábado, dia 19 de junho de 2021. O cometa C/2014 UN271 foi descoberto graças ao reprocessamento de quatro anos de dados do DES (Dark Energy Survey), que foi realizado com o telescópio Blanco de 4 metros no Observatório Interamericano de Cerro Tololo, no Chile, entre 2013 e 2019.

Durante o anúncio da descoberta, não havia indicação de que este era um objeto ativo. O cometa C/2014 UN271 era proveniente dos confins frios do Sistema Solar, de modo que foram necessárias imagens rápidas para descobrir: quando é que o recém-descoberto cometa começaria a mostrar uma cauda? 

O Observatório Las Cumbres foi capaz de determinar rapidamente se o objeto havia se tornado um cometa ativo nos três anos desde que foi visto pela primeira vez pelo DES. O Observatório Las Cumbres possui uma rede de telescópios robóticos espalhados por todo o mundo, especialmente no hemisfério sul, cujas imagens foram obtidas rapidamente graças aos telescópios na África do Sul. 

As imagens de um dos telescópios de 1 metro, situado no Observatório Astronômico da África do Sul, chegaram no dia 22 de junho. Astrônomos da Nova Zelândia, membros do projeto LOOK (LCO Outbursting Objects Key), foram os primeiros a observar o novo cometa.

A análise das imagens do Observatório Las Cumbres mostrou uma coma difusa em torno do objeto, indicando que estava ativo e era, de fato, um cometa, embora ainda esteja a uma distância notável de aproximadamente 2,9 bilhões de quilômetros, o dobro da distância de Saturno ao Sol. 

O cometa tem um diâmetro estimado em mais de 100 km, mais de três vezes o tamanho do recordista anterior de maior núcleo cometário, o Cometa Hale-Bopp, descoberto em 1995. Este cometa não deverá ficar visível a olho nu: permanecerá um objeto telescópico porque a sua menor distância ao Sol será ainda para além de Saturno. Dado que o cometa C/2014 UN271 foi descoberto tão longe, haverá mais de uma década para o estudar. Este atingirá o periélio em janeiro de 2031. 

O Projeto LOOK continua observando o comportamento de um grande número de cometas e como a sua atividade evolui à medida que se aproximam do Sol. Os cientistas também estão usando a capacidade de resposta rápida do Observatório Las Cumbres para obter observações muito rapidamente quando um cometa dá início à sua atividade.

Há agora um grande número de levantamentos, como o ZTF (Zwicky Transient Facility) e o próximo Observatório Vera C. Rubin, que monitoram partes do céu todas as noites. Estes levantamentos podem fornecer alertas caso um dos cometas mude subitamente de brilho. Em seguida, será possível acionar os telescópios robóticos para obter dados mais detalhados e uma visão mais longa do cometa em mudança enquanto o levantamento se desloca para outras áreas do céu. Os telescópios robóticos e o software sofisticado do Observatório Las Cumbres permitem obter imagens de um novo evento até 15 minutos após um alerta. Isto permite realmente estudar estes surtos conforme evoluem.

Fonte: Las Cumbres Observatory

Cometa aproxima-se do Sistema Solar

Foi descoberto um cometa gigante se dirigindo para o interior do Sistema Solar, oriundo da Nuvem de Oort.

© DES/Bernardelli e Bernstein (cometa C/2014 UN271)

Muito além das órbitas de Netuno e Plutão, uma escura e misteriosa região espacial, a Nuvem de Ort, contém cerca de trilhões de cometas envolvendo o Sistema Solar e estende-se a alguns anos-luz do Sol. O cometa C/2014 UN271 foi descoberto pelo brasileiro Pedro Bernardinelli e pelo norte-americano Gary Bernstein. Observado pela primeira vez em 2014 pelo projeto Dark Energy Survey (DES), o objeto só foi descoberto por Bernardelli e Bernstein mais recentemente, depois da análise das cerca de 80 mil imagens obtidas pelo DES nos últimos anos. As imagens de 2014 revelaram que ele orbita o Sistema Solar a uma distância 30 vezes a existente entre a Terra e o Sol, 30 UA (unidades astronômicas). Agora, sete anos depois, o objeto está a 20 UA e continua se aproximando do Sol. Seu periélio, oponto mais próximo do Sol, será de 10,9 UA, em janeiro de 2031; isto não é muito mais longe do que a órbita de Saturno. As estimativas atuais sugerem que o cometa tem órbita excêntrica e leva 612.000 de anos para orbitar o Sol. Apesar de receber 400 vezes menos luz solar do que a superfície da Terra em sua localização atual, o cometa é brilhante o suficiente para ser visto por telescópios. Seu tamanho deve situar entre 100 e 370 Km. A incerteza surge por causa da refletividade e forma desconhecidas do objeto. Provavelmente, ele é muito maior do que qualquer cometa descoberto anteriormente. Em comparação, o cometa Neowise, que nos visitou recentemente, tem 5 km de largura. O famoso cometa Halley tem 15 km de comprimento e 8 km de largura. O cometa Hale-Bopp, considerado grande, possui 60 km. O cometa C/2014 UN271 apresenta escala similar, se não maior, à do cometa C/1729 P1, considerado o maior já visto. Este cometa dificilmente deverá proporcionar uma passagem brilhante e espetacular como foi aquela dos cometas Halley e Hale-Bopp, ele deverá alcançar, no máximo, o brilho do planeta anão Plutão, mas é provável que fique com brilho semelhante ao da lua Caronte. Depois desta visita, o cometa C/2014 UN271 voltará para a escuridão, em uma viagem de milênios até a Nuvem de Oort, a dois trilhões de quilômetros do Sol. Fonte: Scientific American

Vapores de metais pesados em cometas

Um novo estudo feito por uma equipe belga com dados do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO) mostrou que existe ferro e níquel nas atmosferas dos cometas do Sistema Solar, mesmo aqueles distantes do Sol.

© ESO (detecção de Fe e Ni no cometa C/2016 R2 PanSTARRS)

Um estudo independente de uma equipe polonesa, que também usou dados do ESO, anunciou que existe também vapor de níquel no cometa interestelar gelado 2I/Borisov. Esta é a primeira vez que metais pesados, geralmente associados com ambientes quentes, são encontrados nas atmosferas frias de cometas distantes.

Os astrônomos já sabiam da existência de metais pesados no interior rochoso e poeirento dos cometas. Mas, uma vez que os metais sólidos não sublimam em baixas temperaturas, ou seja, não se tornam gasosos, não se esperava encontrá-los nas atmosferas de cometas frios que viajam muito além do Sol. Vapores de níquel e ferro foram agora detectados em cometas observados a mais de 480 milhões de quilômetros do Sol, o que corresponde a mais de três vezes a distância Terra-Sol.

A equipe belga descobriu ferro e níquel nas atmosferas dos cometas em quantidades aproximadamente iguais. O material do nosso Sistema Solar, por exemplo aquele encontrado no Sol e em meteoritos, contém, normalmente, cerca de dez vezes mais ferro do que níquel.

Este novo resultado tem por isso implicações na nossa compreensão do Sistema Solar primordial, apesar da equipe ainda estar estudando o que é que isto significa. Os cometas se formaram há cerca de 4,6 bilhões de anos num Sistema Solar muito jovem, não tendo sofrido alterações desde essa época. 

Apesar de estudar estes “fósseis” do Sistema Solar com o VLT do ESO há quase 20 anos, a equipe belga não tinha ainda detectado a presença de níquel e ferro nas suas atmosferas. A equipe utilizou dados do instrumento UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) montado no VLT, capturados com uma técnica chamada espectroscopia, para analisar as atmosferas de cometas a diferentes distâncias do Sol. Esta técnica permite revelar a composição química de objetos cósmicos: cada elemento químico apresenta uma assinatura única no espectro da luz do objeto. 

A equipe belga detectou linhas espectrais fracas não identificadas nos dados do UVES e após uma análise mais detalhada verificou que estas linhas sinalizavam a presença de átomos de ferro e níquel. A razão pela qual os elementos pesados foram difíceis de identificar se deve à sua existência em quantidades muito pequenas: a equipe estima que para cada 100 kg de água nas atmosferas dos cometas, exista apenas 1 g de ferro e, aproximadamente, a mesma quantidade de níquel.

Embora a equipe ainda não tenha certeza de que material isso pode ser, avanços na astronomia, tais como o instrumento METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph) previsto para o futuro Extremely Large Telescope (ELT), permitirão aos pesquisadores confirmar a fonte de átomos de ferro e níquel descobertos nas atmosferas destes cometas. 

Outro estudo notável mostra que elementos pesados também estão presentes na atmosfera do cometa interestelar 2I/Borisov. Com o auxílio do espectrógrafo X-shooter montado no VLT do ESO, uma equipe na Polônia observou este objeto, o primeiro cometa alienígena a visitar o nosso Sistema Solar, quando este passou perto de nós, há cerca de ano e meio. A equipe descobriu que a atmosfera fria do 2I/Borisov contém níquel gasoso.

Esta descoberta é surpreendente porque, antes dos dois trabalhos publicados hoje, gases com átomos de elementos pesados apenas tinham sido observados em meios quentes, tais como nas atmosferas de exoplanetas ultraquentes e em cometas em evaporação que passam muito perto do Sol.

O 2I/Borisov foi observado quando estava a cerca de 300 milhões de km do Sol, ou seja, a cerca de duas vezes a distância Terra-Sol. O estudo detalhado de corpos interestelares é fundamental porque nos fornece informações importantes sobre os sistemas planetários forasteiros que lhes deram origem. 

Os estudos feitos por estas duas equipes mostram que o 2I/Borisov e os cometas do Sistema Solar têm ainda mais em comum do que se pensava anteriormente.

Estas pesquisas foram apresentados em dois artigos científicos publicados na revista Nature.

Fonte: ESO

O primitivo cometa Borisov

Novas observações obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO indicam que o cometa 2I/Borisov, o segundo e mais recente visitante interestelar detectado no nosso Sistema Solar, é um dos mais primitivos já observados.

© ESO/VLT (cometa Borisov)

Os astrônomos suspeitam que o cometa provavelmente nunca passou perto de uma estrela, tornando-o uma relíquia intacta da nuvem de gás e poeira da qual se formou. O cometa 2I/Borisov foi descoberto pelo astrônomo amador Gennady Borisov em agosto de 2019, tendo-se confirmado que este objeto vinha de fora do Sistema Solar algumas semanas mais tarde.

O cometa 2I/Borisov foi estudado em detalhes, através de uma técnica chamada polarimetria, que permite medir a polarização da luz. A luz se torna polarizada quando passa através de certos filtros, como por exemplo as lentes de óculos de sol polarizados ou materiais cometários. Ao estudar as propriedades da luz solar polarizada pela poeira de um cometa, os cientistas podem aprender mais sobre a física e química destes objetos.

Uma vez que esta técnica é regularmente usada para estudar cometas e outros pequenos corpos do nosso Sistema Solar, isso permitiu que a equipe comparasse o visitante interestelar com nossos cometas locais. 

A equipe descobriu que o cometa 2I/Borisov tem propriedades polarimétricas distintas das dos cometas do Sistema Solar, com exceção do Hale-Bopp. O cometa Hale-Bopp despertou grande interesse no público no final dos anos 1990, por ser facilmente visível a olho nu e também por ser um dos cometas mais puros que os astrônomos já viram. Antes da sua mais recente passagem pelo Sol observada por nós, acredita-se que o Hale-Bopp tenha passado perto do nosso Sol apenas uma vez e, portanto, quase não foi afetado pelo vento solar e pela radiação, tratando-se por isso de um cometa bastante puro, com uma composição muito semelhante à nuvem de gás e poeira que lhe deu origem (assim como ao resto do Sistema Solar) há cerca de 4,5 bilhões de anos. 

Ao analisar a polarização juntamente com a cor do cometa para aprender mais sobre a sua composição, a equipe concluiu que o 2I/Borisov é, na realidade, ainda mais puro que o Hale-Bopp, o que significa que traz consigo assinaturas imaculadas da nuvem de gás e poeira a partir da qual se formou. 

O fato dos dois cometas serem notavelmente semelhantes sugere que o meio que deu origem ao 2I/Borisov não é assim tão diferente, em termos de composição, do meio do Sistema Solar primordial.

A chegada do 2I/Borisov do espaço interestelar nos deu a primeira oportunidade para estudar a composição de um cometa de outro sistema planetário e verificar que o material desde cometa é de algum modo diferente da nossa variedade local. 

A ESA está planejando o lançamento do Comet Interceptor em 2029, o qual terá a capacidade de chegar a outro visitante interestelar. Mesmo sem uma missão espacial, os astrônomos podem usar os muitos telescópios colocados no solo terrestre para aprenderem mais sobre as diferentes propriedades dos cometas exteriores ao Sistema Solar como o 2I/Borisov.  

Os astrônomos notaram que a coma (um envelope de poeira que rodeia o corpo principal do cometa) do 2I/Borisov contém pedrinhas compactas, grãos com cerca de um milímetro ou mais de tamanho. Além disso, descobriu-se que as quantidades relativas de monóxido de carbono e água no cometa mudaram drasticamente à medida que este se aproximou do Sol.

Este fato indica que o cometa é constituído por materiais que se formaram em diferentes locais do seu sistema planetário. As observações sugerem que a matéria existente no sistema planetário de origem do 2I/Borisov se encontrava misturada, quando da formação do cometa, desde as zonas próximas da sua estrela até às mais afastadas. Uma explicação seria a existência de planetas gigantes cuja forte gravidade agita o material no sistema. 

Os astrônomos acreditam que um processo similar tenha ocorrido nas fases iniciais do nosso próprio Sistema Solar. Apesar do 2I/Borisov ter sido o primeiro cometa vindo de fora do Sistema Solar a passar pelo Sol, não foi o primeiro visitante interestelar. O primeiro objeto interestelar que vimos passar pelo Sistema Solar foi o ‘Oumuamua, outro objeto estudado com o auxílio do VLT em 2017. Originalmente classificado como cometa, o ‘Oumuamua foi mais tarde reclassificado como asteroide já que não possuía uma coma cometária. 

Esta pesquisa será publicada nas revistas Nature Communications e Nature Astronomy.

Fonte: ESO