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67P/Churyumov-Gerasimenko – parte 2

Figura 01: Dados do espectómetro VIRTIS.

Em 2015, avistou-se em um cometa: dióxido de carbono gelado. Foi a primeira vez que CO2 em estado sólido foi observado na superfície de um cometa. A observação realizada  mostrou também duas áreas consideráveis  de água gelada. Para termos uma idéia, a área que contém  dióxido de carbono gelado  equivale à área do campo de futebol da Arena Amazónia. Por outro lado,  as áreas que contêm água gelada superam as dimensões  de uma piscina olímpica. Dado que é bem superior àqueles sinais de presença de gelo registados no passado. Todas as três  camadas gélidas  encontram-se  no hemisfério sul do cometa. Portanto, gelo em superfície  cometária não é uma novidade, porém,   a presença do COé.

O  Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko possui dois lóbulos, suas estações  são  diferentes nos dois hemisférios em virtude  de uma combinação que envolve sua forma diferente e complexa;  sua trajectória  alongada  ao redor  do Sol; e a inclinação substancial  da sua rotação.

Se por um lado o hemisfério norte apresenta um verão  aproximado de 5,5 anos, por outro, o hemisfério sul não  possui verão tão prolongado. Entretanto,  o rápido verão  de 2015 foi o suficiente para  deixar à mostra as actividades na superfície do cometa.  Uma vez mais activo, facilmente a Rosetta registou a presença de vapores d’água e outros gases que foram liberados  pelo núcleo cometário. Nesse processo, a cobertura poeirenta  do cometa  foi levantada e  revelou alguns dados do cometa. Em duas  ocasiões  o  espectrómetro  VIRTIS da Rosetta  achou  uma enorme  área de dióxido de carbono gelado (CO2), no hemisfério sul do cometa, na região denominada Anhur.

A presença de CO2 já  foi   confirmada  em outros locais, por exemplo, nas calotes polares de Marte. Vale sublinhar que após a água (H2O), o CO2 é um dos elementos mais presentes nas atmosferas dos cometas. Apesar desse facto, é muito difícil encontrar CO2  no estado sólido na superfície de um cometa. Isso porque o CO2  se solidifica a -193°C, e  acima deste valor  o dióxido de carbono sofre sublimação, ou seja, ele para em directo do estado sólido para o estado gasoso.

Os astrónomos que trabalharam nesta investigação  admitiram, à priori, que  todo CO2 sólido tivera sido vaporizado. Assim, estimaram-se  uma área de 80m x 60 m  contendo  aproximadamente 57 kg de CO2 com uma espessura de 9 cm. Obviamente, espera-se que a presença de dióxido de carbono sólido seja maior nas camadas mais  interiores do núcleo cometário.

Segundo a explicação da equipa, imagina-se que a área congelada reflete o passado de alguns anos em que o cometa  estava a passar nas regiões limítrofes  do Sistema Solar exterior. Na oportunidade,  era inverno no hemisfério sul e  parte  do CO2  condensou-se à superfície       (à medida que fosse liberado pelo núcleo do cometa). E na superfície, o dióxido de carbono ficou  durante  todo esse tempo, até que o verão, de abril de 2015, activou o cometa e promoveu  a sublimação do CO2 devido à temperatura elevada desta estação. Essa observação está  a mostrar um ciclo sazonal  de dióxido de carbono  sólido, o qual  acontece  durante os 6,5  anos da órbita  do cometa. Por outro lado, o ciclo da água gelada é diário e foi registado pelo VIRTIS  após  a chegada da Rosetta. Ainda segunda a mesma equipa, tão logo o CO2 tenha  se vaporizado, a câmara  OSIRIS, também da Rosetta, fez o registo de duas áreas enormes de água gelada na mesma região,  entre as regiões  sul de Anhur e Bes. Tais áreas  possuem as  medidas  de         30m x 40m e, o mais surpreendente, elas  ficaram por volta de 10 dias expostas antes de desaparecerem.

Em geral, as áreas  abundantes em gelo se destacam pois a superfície do cometa reflecte luz mais azulada em comparação com sua vizinhança que é mais avermelhada. A equipa  fez diferentes misturas de poeiras e água gelada para demonstrar  que a luz  reflectida  paulatinamente fica mais azulada  conforme  a concentração  de gelo aumenta. No ponto máximo, quantidades iguais de luz  são reflectidas  em todos os comprimentos de onda.

Figura 02: Dados da Câmara OSIRIS.

Estimaram-se  uma quantidade  de 20% a 30% de água gelada  que está misturada com material  mais escuro e que forma uma camada de gelo  com uma espessura até de 30 cm. Talvez uma dessas estivesse  por baixo da camada de CO2 sólido  visualizado pelo VIRTIS (ver figura 02).

Segundo o que a equipa de astrónomos explicaram: à medida que o cometa  se aproximava do Sol sua superfície ficava mais azulada e as intensas actividades  levantavam  grandes quantidades  de poeira, as quais passaram  a  expor o terreno logo abaixo daquela superfície, que se apresentou rico em gelo. Por outro lado, à medida que  o cometa se afastava do Sol, a superfície cometária se tornava  paulatinamente avermelhada. Além das variações  locais de cor, registaram-se indicativas do ciclo diário d’água gelada.

 Em termos gerais, a água  transformava-se  em vapor de água com  o avançar  da luz solar, ao longo do dia local no cometa. Com o pôr-do-Sol, a temperatura caía e a água se condensava  mais uma vez  em camadas finas de gelo, voltando a vaporizar no dia seguinte. A água gelada por baixo da superfície  empoeirada do cometa aparentemente não está uniformemente distribuída, facto caracterizado por pequenas zonas  a salpicar o núcleo. Como consequência  da  actividade cometária tais regiões aparecem e desaparecem. Também foram registadas  regiões maiores e mais espessas  de gelo que, em princípio,  podem estar  relaccionadas  a uma aproximação ao Sol em época anterior. A equipa finaliza  seu pronunciamento a afirmar que: embora a  missão Rosetta tenha  sido findada, a exploração científica  da vastidão de   dados  colectados  pela Rosetta está a continuar. Assim,  O estudo  do conteúdo gelado do cometa  está a revelar  novos detalhes  a respeito  da composição  e história  do núcleo  cometário.

Figura 03: Mudança da cor da luz refletida pelo cometa.

Na figura 03, à esquerda  temos  a cor da luz visível refletida pelo Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko que está mais avermelhada em 01 de Agosto de 2014. Um ano após, pouco depois da máxima aproximação do  cometa ao Sol, a cor refletida já era mais azulada. Em geral, notou-se que toda a superfície cometária, paulatinamente ,  foi  se transformando em azul à medida que diminuía a distância entre cometa e Sol. Por outro lado, com o  aumento desta mesma distância aos poucos a superfície do cometa foi se avermelhando. Tudo fora registado pela OSIRIS. As cores mais azuladas são indicativas de porções da superfície mais ricas em água gelada.

Em suma, é motivador  saber que   após dois anos  ainda temos muito o que estudar  e descobrir sobre  os cometas e a história de nosso Sistema Solar.  Consequentemente, temos  boas expectativas a respeito do que está por vir.  Agora é acompanhar o que  os dados coletados por Rosetta continuarão a nos revelar.

Dr. Nélio Sasaki – Doutor em Astrofísica, Líder do NEPA/UEA/CNPq, Membro da SAB, Membro da ABP, Membro da SBPC, Membro da SBF, membro da UAI, membro da PLOAD/Brasil  e  ST/Brasil, Revisor da Revista Areté, Revisor da Revista Eletrônica IODA, Revisor ad hoc do PCE/FAPEAM, Director do Planetário Digital de Parintins-NEPA/UEA/CNPq, Director do Planetário Digital de Manaus-NEPA/UEA/CNPq, Professor Adjunto da Universidade do Estado do Amazonas (UEA).
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