O Cometa 46P / Wirtanen estava liberando uma quantidade incomum de álcool ao fazer seu sobrevôo histórico da Terra há dois anos e meio.
Essa é uma das descobertas do último estudo publicado de detetives de cometas, conduzido após observar 46P / Wirtanen com o Observatório W. M. Keck em Maunakea, no Havaí.
“46P / Wirtanen tem uma das maiores proporções de álcool para aldeído medidas em qualquer cometa até hoje”, disse Neil Dello Russo, cientista cometário do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins e co-autor do estudo. “Isso nos dá informações sobre como as moléculas de carbono, oxigênio e hidrogênio foram distribuídas no início do sistema solar, onde Wirtanen se formou.”
Os dados do Observatório Keck também revelaram uma característica estranha. Normalmente, à medida que os cometas orbitam mais perto do Sol, as partículas congeladas em seu núcleo se aquecem e, em seguida, fervem ou sublimam, passando diretamente do gelo sólido para o gasoso, saltando a fase líquida. Esse processo, chamado de liberação de gases, é o que produz a coma – uma capa gigante de gás e poeira brilhando ao redor do núcleo do cometa. À medida que o cometa se aproxima ainda mais do Sol, a radiação solar empurra parte da coma para longe do cometa, criando as caudas.
Com o cometa 46P / Wirtanen, no entanto, a equipe fez uma descoberta estranha: outro processo além da radiação solar é misteriosamente aquecer o cometa.
“Curiosamente, descobrimos que a temperatura medida para o gás da água em coma não diminuía significativamente com a distância do núcleo, o que implica um mecanismo de aquecimento”, disse a co-autora Erika Gibb, professora e chefe do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Missouri-St. Louis.
Gibb diz que há algumas explicações possíveis. Uma é uma reação química em que a luz solar pode estar ionizando alguns átomos ou moléculas no coma denso próximo ao núcleo, liberando elétrons em alta velocidade. Quando esses elétrons supercarregados colidem com outra molécula, eles podem transferir parte de sua energia cinética e aquecer o gás água no coma.
“Outra possibilidade é que podem haver pedaços sólidos de gelo voando do 46P / Wirtanen”, disse Gibb. “Nós vimos isso em alguns cometas visitados por espaçonaves, notavelmente Hartley 2 durante a missão EPOXI da NASA. Esses pedaços de gelo caem para longe do núcleo e sublimam, liberando energia ainda mais no coma.”
Este cenário seria consistente com as observações de outros cometas hiperativos como 46P / Wirtanen – uma classe de cometas que liberam mais água do que o esperado se liberarem todos os seus gases diretamente de seus núcleos gelados ao se aproximarem do sol. A água é expelida na forma de gás, mas pode condensar-se posteriormente em líquido se chegar à superfície de um planeta. É por isso que os cientistas suspeitam que cometas, assim como asteróides, podem ter distribuído a água que constitui os oceanos da Terra.
Os dados do Observatório Keck mostraram que o cometa Wirtanen exibiu relativamente mais moléculas de água mais distantes no coma após a sublimação em comparação com outras moléculas – a saber, etano, cianeto de hidrogênio e acetileno. Isso sugere que mais água está sendo liberada de grãos gelados no coma interno, o que é um resultado significativo vindo de um telescópio terrestre. Essas observações foram feitas com espaçonaves visitando outros cometas, mas podem ser difíceis de estudar do solo por causa da interferência da água na atmosfera da Terra. Para resolver isso, estudos baseados em terra utilizaram uma técnica para direcionar transições de água que não são bloqueadas pela atmosfera; isso torna possível obter observações infravermelhas detalhadas do Observatório Keck que mostram como o elemento volátil mais abundante é distribuído dentro da coma de um cometa.
Sem tempo a perder
A NASA concedeu aos pesquisadores tempo de telescópio para observar 46P / Wirtanen em dezembro de 2018 usando o Espectrógrafo de Infravermelho Próximo do Observatório Keck (NIRSPEC), que foi atualizado bem a tempo de capturar o cometa enquanto ele se aproximava da Terra.
“Nossa pesquisa não seria possível sem os esforços de toda a equipe que concluiu a atualização do NIRSPEC”, disse o autor principal Boncho Bonev, professor associado de pesquisa em física da American University. “Estou muito grato por seus esforços tremendos e bem-sucedidos para concluir a grande atualização do NIRSPEC sob imensa pressão de tempo.”
Os dados do NIRSPEC mostram que a composição química do cometa Wirtanen consiste em:
– acetileno
– amônia
– etano
– formaldeído
– Cianeto de hidrogenio
– metanol
– agua
“Em apenas 10 a 20 minutos de observação com o NIRSPEC, obtivemos medições das abundâncias e distribuições espaciais dos blocos de construção químicos do cometa”, disse o co-autor Mohi Saki, um assistente de pesquisa graduado da Universidade de Missouri-St. Departamento de Física e Astronomia de Louis. “Detectar espécies menores, como amônia e acetileno, pode levar horas com outros instrumentos, mesmo para cometas tão brilhantes como 46P / Wirtanen. Não podemos replicar o nível de sensibilidade do NIRSPEC para espécies menores com qualquer outro instrumento infravermelho próximo em tão pouco tempo escala.”
Publicado em 01/07/2021 13h03
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