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Conhecendo o Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko


Cometa 67P/C-G a 8 km de distância.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para equipe OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

A sonda Rosetta está a mostrar que o seu cometa tem uma variedade notável de características à superfície e muitos processos que contribuem para a sua atividade, produzindo um retrato complexo da sua evolução.

Numa edição especial da revista Science, são apresentados os resultados iniciais de sete dos 11 instrumentos científicos da Rosetta, com base em medições feitas durante a aproximação e após a chegada ao Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko em Agosto de 2014.

A forma familiar do cometa com dois lóbulos tem já muitas das suas características fundamentais medidas: o mais pequeno mede 2,6 x 2,3 x 1,8 km e o maior mede 4,1 x 3,3 x 1,8 km. O volume total do cometa totaliza 21,4 km^3 e o instrumento RSI (Radio Science Instrument) determinou que a sua massa é 10 biliões de toneladas, pelo que a sua densidade ronda os 470 kg/m^3.

Ao assumirem uma composição global dominada por água gelada e poeira com uma densidade de 1500-2000 kg/m^3, os cientistas da Rosetta mostram que o cometa tem uma porosidade muito alta de 70-80%, em que a estrutura interior é provavelmente constituída por aglomerados de gelo-poeira ligados ligeiramente e com pequenos espaços vazios entre eles.

A câmara científica OSIRIS capturou, até à data, imagens de mais ou menos 70% da superfície: a área restante situa-se no hemisfério sul e ainda não foi totalmente iluminado desde a chegada da Rosetta.


As 19 regiões identificadas no Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko, separadas por fronteiras geomorfológicas. Estão agrupadas pelo tipo de terreno dominante em cada região.
ESA/Rosetta/MPS para equipe OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Os cientistas identificaram até agora 19 regiões separadas por limites distintos e, seguindo o tema egípcio da missão Rosetta, estas regiões têm nomes de personagens da mitologia egípcia e estão agrupadas de acordo com o tipo de terreno aí dominante.

Foram estabelecidas cinco categorias básicas - mas diversas - de terreno: coberto por poeira; materiais frágeis com fossos e estruturas circulares; depressões em larga escala; terrenos planos; e superfícies mais consolidadas ("tipo-rocha") e expostas.

Grande parte do hemisfério norte está coberto por poeira. À medida que o cometa é aquecido, o gelo transforma-se diretamente em gás que escapa para formar a atmosfera ou cabeleira. A poeira é arrastada com o gás mas a velocidades mais pequenas, e as partículas que não viajam suficientemente rápido para superar a fraca gravidade caem, ao invés, de volta para a superfície.

Foram também identificadas algumas fontes de jatos discretos de atividade. Enquanto uma parte significativa da atividade é emanada da região mais lisa do "pescoço", também se observou emanação de jatos a partir dos fossos.

Os gases que escapam da superfície também parecem desempenhar um papel importante no transporte de poeira pela superfície, produzindo ondulações parecidas a dunas e rochas com "caudas de vento" - estes pedregulhos funcionam como barreiras naturais na direção do fluxo de gás, criando faixas de material na direção do "vento".

A cobertura poeirenta do cometa pode ter uma espessura de vários metros em certos locais e as medições da temperatura à superfície e subsuperfície pelo instrumento MIRO (Microwave Instrument on the Rosetta Orbiter) sugerem que a poeira desempenha um papel fundamental em isolar o interior do cometa, ajudando a proteger os gelos que se pensam existir por baixo da superfície.


Ondulações e "caudas de vento".
ESA/Rosetta/MPS para equipe OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Pequenas manchas de gelos também pode estar presentes à superfície. Em escalas de 15-25 m, o instrumento VIRTIS (Visible, InfraRed and Thermal Imaging Spectrometer) determinou que a superfície é de composição muito homogênea e dominada por poeira e moléculas ricas em carbono, mas em grande parte desprovida de gelo. Mas áreas mais pequenas e brilhantes, observadas em imagens, provavelmente são ricas em gelo. Normalmente, estão associadas com superfícies expostas ou detritos onde ocorreu um colapso de material mais fraco, revelando material mais fresco.

Em escalas maiores, grande parte das paredes expostas dos penhascos estão cobertas por fraturas de orientação aleatória. A sua formação está ligada aos ciclos rápidos de aquecimento-arrefecimento que ocorrem durante o dia de 12,4 horas do cometa e ao longo da sua órbita elíptica de 6,5 anos em volta do Sol. Uma característica proeminente e intrigante é a fissura de 500 metros paralela ao pescoço entre os dois lóbulos, embora ainda não se saiba se resulta de tensões nessa área.

Algumas regiões muito íngremes das faces expostas dos penhascos têm texturas em escalas de aproximadamente 3 m com características que foram apelidadas de "goosebumps" (em português, "arrepios"). A sua origem ainda está por explicar, mas o seu tamanho característico pode dar pistas quanto aos processos em curso durante a formação do cometa.

E em escalas muito maiores, a origem da forma dupla do cometa permanece um mistério. As duas partes parecem ter composições muito semelhantes, potencialmente favorecendo a erosão de um corpo único e maior. Mas os dados atuais ainda não podem descartar o cenário alternativo: dois cometas separados, formados na mesma região do Sistema Solar e que se fundiram posteriormente.


Fissura no cometa.
ESA/Rosetta/MPS para equipe OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Esta questão-chave será estudada durante o próximo ano à medida que a Rosetta acompanha o cometa em torno do Sol.

A maior aproximação ao Sol terá lugar no dia 13 de Agosto, a uma distância de 186 milhões de quilômetros, entre as órbitas da Terra e de Marte. À medida que o cometa continua a aproximar-se da nossa estrela, um dos focos dos instrumentos da Rosetta é o acompanhamento do desenvolvimento da atividade do cometa, em termos da quantidade e composição do gás e da poeira emitida pelo núcleo que forma a cabeleira.

As imagens das câmaras mostram um aumento na quantidade de poeira que se afasta do cometa ao longo dos últimos seis meses e o MIRO registou um aumento geral na taxa global de produção de vapor de água, desde os 0,3 litros por segundo no início de Junho de 2014 até 1,2 litros por segundo no final de Agosto. O instrumento MIRO também descobriu que uma parte substancial da água, observada durante esta fase, é originária do pescoço do cometa.

A água é acompanhada por outros elementos gasosos como o monóxido de carbono e dióxido de carbono. O instrumento ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) está a encontrar grandes flutuações na composição da cabeleira, representando variações diárias e talvez até sazonais nos compostos principais da desgaseificação. A água é normalmente a molécula dominante, mas nem sempre.

Ao combinar medições do MIRO, ROSINA e GIADA (Grain Impact Analyzer and Dust Accumulator) obtidas entre Julho e Setembro, os cientistas da Rosetta fizeram a primeira estimativa da proporção de poeira-gás do cometa: em termos de massa e calculada em média na superfície iluminada pelo Sol, o cometa emite cerca de quatro vezes mais poeira do que gás.

No entanto, pensa-se que este valor vai mudar quando o cometa aquecer ainda mais e os grãos de gelo - não apenas grãos de poeira - começarem a ser expelidos da superfície.

O GIADA também tem estudado o movimento dos grãos de poeira em redor do cometa e, juntamente com imagens do OSIRIS, foram identificadas duas populações distintas de grãos de poeira. Um tipo está sendo libertado e pode ser detetado perto da sonda, enquanto a outra família está a orbitar o cometa a não mais do que 130 km da Rosetta.

Pensa-se que os grãos mais distantes sejam restos da última aproximação do cometa ao Sol. À medida que o cometa afasta-se do Sol, o fluxo gasoso do cometa diminui e não é capaz de perturbar as órbitas vinculadas. Mas tendo em conta o aumento da taxa de produção de gás durante os próximos meses, espera-se que esta nuvem limite acabe por se dissipar. No entanto, a Rosetta só conseguirá obter tal confirmação quando estiver novamente mais longe do cometa - está atualmente numa órbita de 30 km.

À medida que a cabeleira de gás e poeira continua a crescer, as interações com as partículas carregadas do vento solar e com a radiação ultravioleta do Sol vão levar ao desenvolvimento da ionosfera do cometa e, eventualmente, da sua magnetosfera. Os instrumentos RPC (Rosetta Plasma Consortium) têm estudado a evolução gradual destes componentes perto do cometa.

"A Rosetta está essencialmente vivendo com o cometa à medida que este se aproxima do Sol, aprendendo como o seu comportamento muda diariamente e, em escalas maiores de tempo, como a sua atividade aumenta, como a superfície evolui e como interage com o vento solar," afirma Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.

"Nós já aprendemos muito nos poucos meses que a Rosetta tem estado a acompanhar o cometa, mas com a cada vez maior recolha e análise de dados deste estudo íntimo do cometa, esperamos responder a muitas questões fundamentais sobre a sua origem e evolução."


Estatísticas vitais do Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko.
Crédito: ESA

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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