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The water-ice cycle of Rosetta’s comet
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Rosetta revela ciclo de água/gelo no cometa

23/09/2015 566 views 1 likes
ESA / Space in Member States / Portugal

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. 

Comet at perihelion
Comet at perihelion

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.

Hapi region
Hapi region

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. 

Water ice and surface temperature at Hapi
Water ice and surface temperature at Hapi

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




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