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Água congelada exposta, detectada na superfície do Cometa 67P/C-G


Exemplos de seis diferentes zonas brilhantes identificadas à superfície do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko em imagens obtidas pela câmara OSIRIS a bordo da Rosetta. As inserções apontam para as regiões onde se encontram (não para os locais em específico). No total, foram identificadas 120 zonas brilhantes, incluindo agrupamentos de características brilhantes, características isoladas e pedregulhos individuais, através de imagens obtidas no mês de setembro de 2014, quando a Rosetta estava a 20-50 km do centro do cometa.
À esquerda, temos um pedregulho com gelo em Hatmehit (topo), um conjunto de características geladas em Imhotep (meio) e um outro conjunto em Khepry (baixo). À direita, um agrupamento em Anuket (topo), uma características brilhante em Imhotep (meio) e um outro agrupamento perto do limite Khepry-Imhotep (baixo).
As imagens a cores falsas são composições RGB a partir de imagens monocromáticas obtidas a diferentes alturas e foram ampliadas e ligeiramente saturadas para enfatizar os contrastes de cor, tais como os terrenos escuros mais avermelhados e regiões brilhantes mais azuladas em comparação com o que o olho humano consegue normalmente ver. Esta técnica permite com que os cientistas determinem mais sobre a natureza do material; neste caso, o tom azul indica a presença de gelo.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para Equipe OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA


Usando a câmara científica de alta-resolução a bordo da sonda Rosetta da ESA, os cientistas identificaram mais uma centena de zonas de água gelada com poucos metros de tamanho à superfície do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.

A Rosetta chegou ao cometa em agosto de 2014 a uma distância de aproximadamente 100 km e eventualmente orbitou a 10 km ou menos, permitindo a obtenção de imagens de alta-resolução da superfície.

Um novo estudo publicado na revista Astronomy & Astrophysics centra-se na análise de manchas brilhantes de gelo exposto à superfície do cometa.

Com base em observações do gás expelido pelos cometas, sabemos que são ricos em gelos. À medida que se aproximam do Sol, as suas superfícies são aquecidas e os gelos sublimam em gás, que flui para longe do núcleo, arrastando com ele partículas de poeira embebidas no gelo para formar a cabeleira e a cauda.

Mas certa parte das poeiras dos cometas permanecem à superfície, à medida que o gelo sublima por baixo, ou caem de volta para o núcleo noutros locais, revestindo-o com uma fina camada de poeira e deixando muito pouco gelo diretamente exposto à superfície. Estes processos ajudam a explicar porque é que o 67P/Churyumov-Gerasimenko e outros cometas observados em missões anteriores são tão escuros.

Apesar disso, os instrumentos da Rosetta já detetaram uma variedade de gases, incluindo vapor de água, monóxido e dióxido de carbono, que se pensa serem originários de reservatórios gelados por baixo da superfície.

Agora, usando imagens capturadas pela câmara OSIRIS da Rosetta no passado mês de setembro, os cientistas identificaram 120 regiões à superfície do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko que são até dez vezes mais brilhantes que o brilho médio da superfície.

Algumas destas características brilhantes encontram-se em agrupamentos, enquanto outras parecem estar isoladas e, quando observadas em alta-resolução, muitas parecem ser pedregulhos que exibem manchas brilhantes à superfície.

Os agrupamentos brilhantes, que consistem de algumas dezenas de pedregulhos com um metro de comprimento espalhados por várias dezenas de metros, são normalmente encontrados em campos de detritos na base de penhascos. São provavelmente o resultado de erosão recente ou do colapso da parede do rochedo que revela material mais fresco por baixo da superfície coberta por poeira.

Em contraste, alguns dos objetos brilhantes isolados encontram-se em regiões sem qualquer relação aparente com o terreno circundante. Pensa-se que sejam objetos originários de outras partes do cometa levantados durante um período de atividade cometária, mas com velocidade insuficiente para escapar completamente à atração gravitacional do cometa.

Exemplo de um agrupamento de manchas brilhantes na região Khepry (topo) e de um pedregulho individual com zonas brilhantes à superfície da região Hatmehit (baixo). Pensa-se que seja água gelada exposta.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para Equipa OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA


Mesmo assim, em todos os casos as manchas brilhantes foram descobertas em áreas que recebem relativamente pouca energia solar, tais como à sombra de um penhasco, e não foram observadas alterações significativas entre imagens capturadas ao longo de um período de um mês. Além disso, parecem ser mais azuis em comprimentos de onda visíveis, em comparação com o fundo mais avermelhado, consistentes com um componente gelado.

"A água congelada é a explicação mais plausível para a ocorrência e propriedades destas características," afirma Antoine Pommerol da Universidade de Berna e o autor principal do estudo.

"À altura das nossas observações, o cometa estava ainda de tal forma longe do Sol que a velocidade de sublimação da água gelada era inferior a 1 mm por hora de energia solar incidente. Em contraste, se os elementos expostos fossem gelos de dióxido ou monóxido de carbono, a sublimação seria mais rápida quando iluminada pela mesma quantidade de luz solar. Assim sendo, não esperaríamos observar esses tipos de gelo estáveis à superfície durante tais momentos."

A equipa virou-se também para experiências de laboratório que testaram o comportamento da mistura de água congelada com diferentes minerais sob iluminação solar simulada a fim de recolher mais informações sobre o processo. Eles descobriram, depois de algumas horas de sublimação, a formação de um manto de poeira escura com apenas alguns milímetros de espessura. Em certos lugares, o manto tapou completamente quaisquer traços visíveis do gelo mas, ocasionalmente, grãos maiores ou pedaços de poeira subiam à superfície e mudavam-se para outro lugar, expondo manchas brilhantes de água gelada.

"Uma camada de poeira escura com 1 mm de espessura é suficiente para esconder as camadas geladas dos instrumentos óticos," confirma Holger Sierks, investigador principal do OSIRIS no Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar em Gotinga, Alemanha.

"A superfície relativamente escura e homogênea do núcleo do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, pontuada por apenas algumas manchas brilhantes à escala de metros, pode ser explicada pela presença de uma fina camada de poeira composta por minerais refratários e matéria orgânica, os pontos brilhantes correspondendo a áreas onde o manto de poeira foi removido, revelando por baixo uma subsuperfície rica em água gelada."

A equipe também especula acerca do momento da formação das manchas de gelo. Uma hipótese é que foram formadas durante o último periélio do cometa (menor distância ao Sol), há 6,5 anos atrás, quando blocos de gelo foram expulsos para regiões permanentemente à sombra, preservando-os durante vários anos abaixo da temperatura necessária para a sublimação.

Outra ideia é que, mesmo a relativamente grandes distâncias do Sol, a atividade do dióxido de carbono e monóxido de carbono pode projetar blocos de gelo. Neste cenário, presume-se que a temperatura não era ainda suficientemente elevada para a sublimação da água, de tal modo que os componentes ricos em água gelada sobrevivem a quaisquer gelos de dióxido ou monóxido de carbono.

"À medida que o cometa continua a aproximar-se do periélio, o aumento da iluminação solar sobre as manchas brilhantes uma vez à sombra poderá provocar mudanças na sua aparência, e podemos esperar ver novas e até mesmo maiores de regiões de gelo exposto," afirma Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.

"A combinação das observações da câmara OSIRIS, feitas antes e depois da passagem pelo periélio, com outros instrumentos, irá fornecer informações valiosas sobre o que estimula a formação e evolução de tais regiões."

Exemplos de zonas de gelo no Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko durante setembro de 2014.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para Equipa OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA


FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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