Rosetta detecta gelo exposto na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko

Usando a câmera científica de alta resolução a bordo da sonda Rosetta da ESA, os cientistas identificaram mais de uma centena de aglomerações de gelo de água com poucos metros de tamanho na superfície do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.
A sonda Rosetta chegou no cometa em Agosto de 2014 a uma distância de cerca de 100 km e eventualmente orbitou o cometa a 10 km ou menos, permitindo imagens de alta resolução da superfície.

Um novo estudo publicado na revista Astronomy & Astrophysics focou numa análise de brilhantes partes de gelo exposto na superfície do cometa. Com base nas observações do gás emergente dos cometas, sabe-se a muito tempo que eles são ricos em gelo. À medida que eles se movem para mais perto do Sol ao longo de suas órbitas, suas superfícies são aquecidas e o gelo sublima em gás, que é então ejetado do núcleo, se arrastando junto com as partículas de poeira mergulhadas no gelo para formar a coma e a cauda.

Porém, alguma poeira do cometa também permanece na superfície à medida que o gelo abaixo sublima, ou cai de volta no núcleo em qualquer lugar, cobrindo-o com uma fina camada de material empoeirado e deixando muito pouco gelo diretamente exposto na superfície. Esses processos ajudam a explicar por que o Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko e outros cometas vistos em missões anteriores são tão escuros.
Apesar disso, o conjunto de instrumentos da Rosetta já tinha detectado uma variedade de gases, incluindo vapor d’água, dióxido de carbono e monóxido de carbono, que são pensados como sendo originados de reservatórios localizados abaixo da superfície.

Agora, usando as imagens feitas pela câmera de ângulo restrito do instrumento OSIRIS da Rosetta em Setembro de 2014, os cientistas identificaram 120 regiões na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, que são cerca de 10 vezes mais brilhantes do que o brilho médio da superfície.
Algumas dessas feições brilhantes são encontradas em aglomerados, enquanto outras aparecem isoladas, e quando observadas em alta resolução, muitas delas parecem ser pedaços de rochas mostrando regiões brilhantes nas suas superfícies.
Em todos os casos, contudo, as manchas brilhantes foram encontradas em áreas que recebem relativamente pouca energia solar, como numa sombra de um desfiladeiro, e sem mudanças significantes foram observadas entre imagens feitas durante um período de um mês. Além disso, eles foram encontrados como sendo mais azulados na luz visível se comparado com o fundo avermelhado, consistente com uma componente congelada.
“O gelo de água é a explicação mais plausível para ocorrência e as propriedades dessas feições”, disse Antonie Pommerol da Universidade de Bern e principal autor do estudo.

“No momento das nossas observações, o cometa estava longe o suficiente do Sol de modo que a taxa com a qual o gelo de água sublimava era de menos de 1 mm por hora de energia solar incidente. Em contraste, se o dióxido de carbono ou o gelo de monóxido de carbono estivesse exposto, ele rapidamente sublimaria quando iluminado pela mesma quantidade de luz do Sol. Nós não esperávamos ver esse tipo de gelo estável na superfície dessa vez”.
A equipe também usou experimentos em laboratório para testar o comportamento do gelo de água misturado com diferentes minerais sob uma iluminação solar simulada para que pudessem ter uma melhor ideia do processo. Eles descobriram que depois de algumas horas de sublimação, um manto de poeira escura com alguns milímetros de espessura se formava. Em alguns lugares isso agiu como cancelando completamente qualquer traço visível do gelo abaixo, mas ocasionalmente grãos de poeira maiores ou aglomerações de poeira surgiriam da superfície e poderiam se mover para qualquer lugar expondo manchas brilhantes de gelo de água.
“Uma camada com 1 mm de espessura de poeira escura é suficiente para esconder as camadas abaixo dos instrumentos ópticos”, confirma Holger Sierks, principal pesquisador do instrumento OSIRIS no Max Planck Institute for Solar System Research em Göttingen.
“A superfície escura e relativamente homogênea do núcleo do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, somente pontuada por alguns pontos brilhantes com metros de tamanho, pode ser explicada pela presença de um fino manto de poeira composto de mineral refratário e matéria orgânica, com os pontos brilhantes correspondendo a áreas onde o manto de poeira foi removido, revelando a subsuperfície abaixo rica em gelo de água”.
A equipe também especulou sobre o tempo de formação das manchas congeladas. Uma hipótese é que eles foram formados na época da última vez em que o cometa se aproximou do Sol, a 6.5 anos atrás, com os blocos congelados ejetados de regiões permanentemente sombreadas, preservando-as por alguns anos abaixo da temperatura de pico necessária para a sublimação.
Outra ideia é que mesmo em distâncias relativamente grandes do Sol, a atividade guiada pelo monóxido de carbono e pelo dióxido de carbono poderia ejetar os blocos congelados. Nesse cenário, assume-se que a temperatura não foi alta o suficiente para a sublimação da água, de tal modo que os componentes ricos em gelo de água pudessem sobreviver a qualquer gelo de monóxido de carbono e dióxido de carbono exposto.
“À medida que o cometa continua a se aproximar do periélio, o aumento da iluminação solar nas manchas brilhantes que uma vez estavam na sombra deveriam causar mudanças na sua aparência, e nós podemos esperar ver novas regiões e regiões maiores de gelo exposto”, disse Matt Taylor, cientista de projeto da Rosetta da ESA.
“Combinando as observações do OSIRIS realizadas antes e depois do periélio com outros instrumentos, fornecerão ideias valiosas sobre o que dirige a formação e a evolução dessas regiões”.

Fonte: http://blogs.esa.int/rosetta/2015/06/24/exposed-water-ice-detected-on-comets-surface/ e mais informações no artigo em http://goo.gl/tQ9oKf (Agradecimentos ao Sérgio Sacani). 

Imagens da missão