Rosetta revela ciclo de água/gelo no cometa
A nave da ESA Rosetta apresentou evidência da ocorrência de um ciclo diário de água/gelo na superfície dos cometas e próximo desta.
Os cometas são corpos celestes compostos por uma mistura de pó e gelos, que vão libertando periodicamente à medida que se aproximam do Sol, ao longo das suas órbitas altamente excêntricas.
À medida que a luz do sol aquece o núcleo gelado de um cometa, o gelo que está nele – sobretudo água, mas também outros ‘voláties’ como o monóxido de carbono e o dióxido de carbono – transformam-se diretamente em gás.
Este gás afasta-se do cometa, levando partículas de pó. Juntos, o pó e o gás constituem a coma e a cauda característicos do cometa.
A Rosetta chegou ao Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko em Agosto de 2014 e tem estado a estudá-lo desde então. A 13 de agosto de 2015, o cometa atingiu o ponto mais próximo do Sol na sua órbita de 6,5-anos, e está agora a deslocar-se para o exterior do Sistema Solar.
Um dos principais pontos em estudo pela missão Rosetta é precisamente este processo, monitorizando o aumento da atividade no cometa e à sua volta, desde a chegada da Rosetta.
Usando o instrumento VIRTIS (Espectómetro Térmico e de Infravermelhos) identificaram uma região na superfície do cometa em que água gelada aparece e desaparece em sincronismo com o período de rotação do cometa. Esta descoberta foi publicada na revista Nature.
“Descobrimos um mecanismo que preenche a superfície do cometa com gelo fresco a cada rotação: isto mantém o cometa ‘vivo’,” diz Maria Cristina De Sanctis do INAF-IAPS em Roma, Itália, autora principal do estudo.
A equipa estudou um conjunto de dados recolhidos em setembro de 2014, concentrando-se numa região com um quilómetro quadrado no pescoço do cometa. Na altura, o cometa estava a cerca de 500 milhões de quilómetros do Sol e o pescoço era uma das áreas mais ativas.
À medida que o cometa roda, demorando pouco mais de 12 horas para completar uma rotação, as várias regiões passam por iluminação diferente.
“Vimos a assinatura da água gelada no espectro da região em estudo, mas apenas quando certas partes estavam na sombra,” diz Maria Cristina.
“Por outro lado, quando o Sol estava a brilhar nestas regiões, o gelo desaparecia. Isto indica um comportamento cíclico da água gelada durante cada rotação do cometa.”
Os dados sugerem que o gelo à superfície e alguns centímetros abaixo sublima quando iluminado pela luz solar, transformando-o em gás que se afasta do cometa. Depois, à medida que o cometa roda e a mesma região fica às escuras, a superfície rapidamente arrefece novamente.
No entanto, as camadas inferiores permanecem mornas, devido à luz que receberam antes, e, como resultado, a água por baixo da superfície continua a sublimar e a seguir o seu caminho até à superfície através do inetrior poroso do cometa.
Mas assim que este vapor de água ‘subterrâneo’ atinge a superfície fria, congela outra vez, cobrindo aquela parte da superfície do cometa com um fina camada de gelo fresco.
À medida que o Sol fica outra vez por cima desta parte da superfíci, no novo dia do cometa, as moléculas na nova camada de gelo são as primeiras a sublimar e a escoar do cometa, recomeçando o ciclo.
“Já suspeitávamos de que nos cometas acontecesse este ciclo da água, tal como previam os modelos teóricos e como indicavam observações de outros cometas, mas agora, graças à Rosetta, e ao seu trabalho de monitorização do Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko, temos finalmente as provas observacionais,” diz Fabrizio Capaccioni, investigador principal do VIRTIS e investigador do INAF-IAPS, em Roma, Itália.
A partir destes dados, é possível estimar a abundância relativa de gelo, relativamente a outros materiais. Até a uns centímetros de profundidade, na região estudada, a água gelada representa 10-15% do material e parece estar bem misturada com outros constituintes.
Os cientistas também calcularam a quantidade de vapor de água que estava a ser emitido pela parte analisada pelo VIRTIS, e mostraram que isto representava cerca de 3% da quantidade total de vapor de água que emanava de todo o cometa ao mesmo tempo, tal como foi medido pelo sensor microondas da Rosetta, MIRO.
“É possível que várias áreas à superfície tenham passado pelo mesmo ciclo diário, contribuindo assim para a emissão de gases do cometa,” acrescenta Capaccioni.
Agora, os cientistas estão a analisar os dados recolhidos pelo VIRTIS nos meses que se seguiram, à medida que a atividade do cometa aumentou, na sua aproximação ao Sol.
“Estes resultados iniciais dão-nos uma visão do que está a acontecer por baixo da superfície, no interior do cometa,” conclui Matt Taylor, Cientista de projeto da ESA para a Rosetta.
“A Rosetta é capaz de detetar alterações no cometa a curto e a longo prazo, e estamos desejosos de poder combinar toda esta informação de forma a perceber a evolução deste e de outros cometas.”
Notas para os Editores
“The diurnal cycle of water ice on comet 67P/Churyumov-Gerasimenko,” por Maria Cristina De Sanctis et al. publicado a 24 de setembro 2015 issue of Nature.
Os resultados são baseados em imagens e espectros feitos em comprimentos de onda no visível e no infravermelho a 12–14 de setembro 2014 com o VIRTIS.
Estes resultados serão apresentados nesta semana no congresso European Planetary Science Congress, que decorre de 27 de setembro a 2 de outubro de 2015, em Nantes, França.
Sobre a Rosetta
A Rosetta é uma missão da ESA com contributos dos seus Estados Membros e da NASA. O modulo de aterragem da Rosetta, Philae, tem os contributos de um consórcio dirigido por DLR, MPS, CNES e ASI.
Para mais informações, por favor contacte:
Maria Cristina De Sanctis
INAF-IAPS, Rome, Italy
Email: mariacristina.desanctis@iaps.inaf.it
Fabrizio Capaccioni
VIRTIS principal investigator
INAF-IAPS, Rome, Italy
Email: fabrizio.capaccioni@iaps.inaf.it
Matt Taylor
ESA Rosetta Project Scientist
Email: matt.taylor@esa.int
Markus Bauer
ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email: markus.bauer@esa.int
