Dados de Rosetta revelam processo por trás do cometa camaleão que muda de cor

Dois anos de dados do instrumento VIRTIS de Rosetta mostraram que o cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko mudou sutilmente de cor à medida que se aproximava do Sol e se afastava dele novamente. Quando longe do Sol, o núcleo do cometa era mais vermelho que as partículas ao redor do coma, que eram dominadas por grãos de gelo de água medindo cerca de 100 micrômetros de diâmetro. No entanto, quando o cometa se aproximou do Sol, o núcleo ficou mais azul porque o gelo fresco foi revelado. Em contraste, o coma ficou mais vermelho à medida que grãos de poeira submicrométricos feitos de matéria orgânica e carbono eram jogados para fora do cometa. Quando o cometa se afastou do Sol, a atividade no cometa diminuiu e as cores retornaram ao núcleo, ficando mais vermelhas que o coma. Crédito: Agência Espacial Europeia

Uma grande síntese dos dados de Rosetta mostrou como seu cometa-alvo mudou de cor repetidamente durante os dois anos em que foi observado pela sonda. O núcleo do cometa camaleão tornou-se progressivamente menos vermelho ao passar próximo ao sol e depois vermelho novamente ao retornar ao espaço profundo.

Assim como um camaleão muda de cor dependendo do ambiente, o cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko também mudou. Ao contrário de um camaleão, as mudanças de cor no 67P / C-G refletem a quantidade de gelo d’água que é exposta na superfície e nos arredores do cometa.

No início da missão de Rosetta, a espaçonave se encontrou com o cometa enquanto ainda estava longe do sol. A tais distâncias, a superfície estava coberta de camadas de poeira e pouco gelo era visível. Isso significava que a superfície parecia vermelha quando analisada com o instrumento VIRTIS (espectrômetro de imagem térmica visível e infravermelho).

À medida que o cometa se aproximava, atravessava uma fronteira importante, conhecida como linha de geada. Ocorrendo a uma distância cerca de três vezes mais distante do Sol do que a Terra, qualquer coisa dentro da linha do gelo será aquecida o suficiente pelo sol para que o gelo se transforme em gás, um processo chamado sublimação.

Enquanto Rosetta seguia o 67P / C-G através da linha do gelo, o VIRTIS começou a notar a cor da mudança do cometa. Quando o cometa se aproximou do sol, o aquecimento aumentou e o gelo oculto da água começou a sublimar, afastando também os grãos de poeira. Isso revelou camadas de gelo intocado, o que fez o núcleo ficar mais azul em cores, como visto por VIRTIS.

Em torno do núcleo do cometa, a situação foi revertida. Quando o cometa estava longe do sol, havia pouca poeira ao redor do cometa, mas o que havia continha gelo na água e, portanto, parecia mais azul. Essa nuvem de poeira ao redor é chamada de coma.

Quando o cometa cruzou a linha do gelo, o gelo nos grãos de poeira ao redor do núcleo sublimou rapidamente, deixando apenas os grãos de poeira desidratados. E assim o coma ficou mais vermelho ao se aproximar do periélio, sua aproximação mais próxima ao sol.

Uma vez que o cometa estava voltando para o sistema solar externo, o VIRTIS mostrou a situação da cor invertida novamente, de modo que o núcleo ficou mais vermelho e o coma mais azul.

Imagem da câmera de navegação Rosetta (NavCam), tirada em 7 de julho de 2015 a 154 km do centro do cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko. A imagem mede 13,4 km de diâmetro e tem uma escala de cerca de 13,1 m / pixel. A imagem foi limpa para remover os pixels ruins mais óbvios e os artefatos dos raios cósmicos, e as intensidades foram dimensionadas. Crédito: ESA / Rosetta / NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0

Para rastrear a evolução do cometa, a equipe do VIRTIS precisou analisar mais de 4000 observações separadas ao longo de dois anos da missão Rosetta.

“Para responder à grande questão de como um cometa funciona, é muito importante ter uma série temporal longa como essa”, diz Gianrico Filacchione, do Instituto de Astrofísica e Planetologia Spaziali da INAF-IAPS, Itália, que liderou o estudo.

A razão é que os cometas são ambientes extremamente dinâmicos. Os jatos tendem a aparecer rapidamente em suas superfícies e depois diminuem da mesma forma repentinamente. Portanto, a comparação de capturas instantâneas ocasionais arrisca que nossa compreensão da evolução a longo prazo do cometa seja influenciada pelas mudanças transitórias. Ter uma quantidade tão grande de medições, no entanto, significa que mesmo pequenas mudanças na escala de tempo podem ser rastreadas.

“A correlação do que está acontecendo no núcleo é algo completamente novo que não pode ser feito a partir da Terra”, diz Gianrico.

Isso ocorre porque as observações no solo não conseguem resolver o núcleo de um cometa, que no caso de 67P / CG tem apenas 3 km de tamanho. Agora que a equipe pode descrever e entender a evolução a longo prazo do cometa e os passos dados ao longo do caminho, significa que as leituras dos outros instrumentos a bordo do Rosetta podem ser contextualizadas.

Mas isso não significa que sabemos tudo sobre cometas. A análise espectral mostra que a cor vermelha da poeira é criada pelas chamadas moléculas orgânicas. Estas são moléculas feitas de carbono, e há uma rica variedade delas no cometa. Os cientistas acreditam que são importantes para entender como a vida se formou na Terra.

Para estudá-los de perto e identificar essas moléculas, no entanto, seria necessário que uma amostra da superfície do cometa fosse devolvida à Terra. “Trazer de volta à Terra um pedaço do cometa é realmente o Santo Graal para uma missão cometária”, diz Gianrico.

Até que isso seja possível, no entanto, ele continuará usando os dados do VIRTIS para investigar os orgânicos do 67P / C-G.

“Definitivamente, há resultados mais emocionantes por vir”, diz Matt Taylor, cientista do projeto da ESA para Rosetta, “A coleta de dados pode ter terminado, mas a análise e os resultados continuarão por anos, aumentando o rico legado do conhecimento cometário fornecido. de Rosetta. “


Publicado em 07/02/2020 07h30

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