Rosetta faz descoberta surpreendente na cabeleira do cometa 67P

cometa_67P_NavCam_Rosetta_310115Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko visto pela sonda Rosetta, a 31 de janeiro de 2015.
Crédito: ESA/Rosetta/NavCam.

Observações realizadas pela sonda Rosetta revelaram a presença de um mecanismo inesperado na cabeleira do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, que provoca a rápida destruição de moléculas de água e de dióxido de carbono a poucas centenas de metros da sua superfície. A descoberta foi divulgada na semana passada, num artigo publicado na revista Astronomy and Astrophysics.

Um dos principais focos da missão Rosetta é a atmosfera rarefeita, ou cabeleira, que envolve o núcleo do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Um instrumento em particular, o espetrómetro Alice, tem examinado em detalhe a composição química desta estrutura, em comprimentos de onda na banda do ultravioleta distante. Esta região do espetro eletromagnético permite aos cientistas medir a abundância de elementos como o hidrogénio, o oxigénio, o carbono e o azoto, bem como identificar a composição química dos gases libertados na superfície do cometa.

No estudo agora publicado, a equipa de investigadores liderada por Paul Feldman, professor de Física e Astronomia na Universidade de Johns Hopkins, nos Estados Unidos, focou-se na natureza dos jatos de água e dióxido de carbono que partem da superfície de 67P/Churyumov-Gerasimenko, como resultado do aquecimento produzido pela radiação solar. Para o fazer, a equipa analisou as emissões dos átomos de oxigénio e hidrogénio que resultam da destruição das moléculas de água, e também dos átomos de carbono das moléculas de dióxido de carbono, nas proximidades do núcleo do cometa.

O que descobriram foi que as moléculas são destruídas num processo a dois passos, a poucas centenas de metros de distância da superfície do cometa. Em primeiro lugar, fotões ultravioleta emitidos pelo Sol atingem as moléculas de água e de dióxido de carbono na cabeleira do cometa e ionizam-nas, expulsando eletrões energéticos. Estes eletrões atingem depois outras moléculas de água e de dióxido de carbono na cabeleira, partindo as ligações moleculares e excitando os átomos de oxigénio, hidrogénio e carbono no processo. Estes átomos emitem luz ultravioleta que é detetada pelo espetrómetro Alice em comprimentos de onda característicos.

espetro_UV_Alice_Rosetta_230914Espetro obtido pelo espetrómetro Alice, a 23 de setembro de 2014, a partir de jatos emitidos no lobo maior do núcleo do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Estão indicadas as emissões do oxigénio (OI) e do carbono (CI). As bandas brilhantes Lyα e Lyβ são produzidas pelo impacto dos eletrões nas moléculas de água.
Crédito: Feldman et al., 2015.

“Esta descoberta é bastante inesperada”, afirmou Alan Stern, investigador principal do instrumento Alice, e um dos coautores deste trabalho. “[Estes resultados] mostra-nos quão valioso é ir aos cometas, para os observar de perto, já que esta descoberta pura e simplesmente não poderia ter sido feita a partir da Terra ou da órbita terrestre, com qualquer um dos observatórios existentes ou planeados. [Estas observações] estão basicamente a transformar o nosso conhecimento sobre os cometas.”

A equipa compara o processo de destruição de moléculas observado na cabeleira de 67P/Churyumov-Gerasimenko ao que foi proposto para os jatos de Europa, uma das luas de Júpiter. A única diferença encontra-se no facto dos eletrões no cometa serem produzidos por fotões solares, enquanto que os eletrões em Europa têm origem na magnetosfera joviana.

Os resultados do Alice são suportados por dados obtidos por outros instrumentos da Rosetta, em particular pelo instrumento de micro-ondas MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter) e pelos espetrómetros ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) e VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer), que são capazes de estudar a abundância de diferentes constituintes da cabeleira e suas variações ao longo do tempo, bem como por instrumentos de deteção de partículas como o RPC-IES (Rosetta Plasma Consortium – Ion and Electron Sensor).

“Estes resultados preliminares do Alice demonstram a importância de estudar um cometa em diferentes comprimentos de onda e com diferentes técnicas, de forma a que se analisem vários aspetos do ambiente que o rodeia,” disse Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta. “Estamos a observar a evolução do cometa à medida que este se aproxima do Sol, ao longo da sua órbita em direção ao periélio do próximo mês de agosto, vendo como os jatos se tornam mais ativos devido ao aquecimento solar, e estudando os efeitos da interação do cometa com o vento solar.”

Podem encontrar mais detalhes deste trabalho aqui.

2 comentários

  1. Será que não ocorre um processo semelhante na Terra tb?

    1. Não percebi a questão. Está a perguntar se a radiação ultravioleta do Sol produz o mesmo efeito nos gases da atmosfera terrestre?

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