Vida debaixo do gelo: descoberto um vasto ecossistema num lago subglacial antártico

Diversidade morfológica dos microrganismos descobertos nas amostras de água do lago Whillans (a: microscopia ótica com fluorescência; b - d: microscopia eletrónica de varrimento).
Crédito: WISSARD.

Debaixo de mais de 800 metros de gelo, um antigo lago antártico fervilha com formas de vida que se alimentam de rocha e metal. Amostras de água e sedimentos colhidas no interior do lago Whillans, na Antártida Ocidental, revelaram uma vasta comunidade de microrganismos, contendo pelo menos cerca de 4000 espécies ou grupos distintos de espécies de bactérias.

Estes resultados foram recentemente divulgados num artigo publicado na revista Nature, e representam o culminar do trabalho desenvolvido pelos cientistas do projeto WISSARD (Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling) ao longo de quase 4 anos.

O lago Whillans é um dos 400 lagos subglaciais que persistem por baixo de centenas a milhares de metros de gelo, no inóspito continente antártico. Alimentados por água líquida proveniente da base dos lençóis de gelo antárticos, muitos destes lagos encontram-se integrados em vastos sistemas hidrológicos subglaciais.

Amostras de sedimentos lacustres sugerem que o lago Whillians tem estado isolado do exterior, provavelmente, desde o Plistoceno, há aproximadamente 1 milhão de anos. Privadas do acesso à luz solar, as águas do lago têm-se mantido, desde então, a temperaturas que rondam os - 49 ºC.

Localização do lago Whillans, no extremo sudeste da plataforma de gelo Ross.
Crédito: WISSARD.

"Conseguimos provar de forma inequívoca (...) que a Antártida não é um continente sem vida", afirmou John Priscu, líder do projeto WISSARD, e um dos coautores deste trabalho. A descoberta confirma a presença de um vasto ecossistema num dos ambientes mais extremos da Terra, e reforça a possibilidade da existência de biosferas isoladas em profundos oceanos extraterrestres, sob as crustas geladas de mundos distantes no Sistema Solar exterior - mundos como as luas Europa e Encélado.

As amostras do lago Whillians foram obtidas em janeiro de 2013, através de um pequeno buraco no gelo, aberto com a ajuda de um inovador sistema de perfuração por jato de água quente. A água removida do interior do buraco foi filtrada, fervida e exposta a radiação ultravioleta, antes de ser reinjetada de novo no sistema. "Fomos até grandes extremos para nos assegurarmos de que não iríamos contaminar um dos mais antigos ambientes no nosso planeta, tendo ao mesmo tempo a certeza de que as nossas amostras estariam na sua máxima integridade", explicou Priscu.

Colónias de bactérias isoladas a partir das amostras de água do lago Whillans.
Crédito: Brent Christner.

Análises moleculares revelaram um total de 3931 unidades taxonómicas operacionais, pertencentes a diferentes filos de eubactérias e de arqueobactérias. Alguns destes organismos são, aparentemente, novos para a ciência, pelo que irão ser submetidos a análises filogenéticas mais detalhadas. "Estamos a olhar para uma coluna de água que provavelmente tem cerca de 4000 coisas a que chamamos espécies", disse Brent Christner, investigador da Universidade do Estado da Louisiana, nos Estados Unidos, e primeiro autor deste trabalho. "É [um ecossistema] incrivelmente diverso."

Aparentemente, grande parte dos organismos alimenta-se de matéria orgânica depositada no leito do lago há centenas de milhares de anos, quando a região se encontrava ainda livre de gelo. Muitos obtêm energia na conversão do amoníaco em nitritos, enquanto que outros sustentam o seu metabolismo convertendo os nitritos em nitratos. Outros ainda reduzem compostos de ferro e enxofre. Todos estes nutrientes foram detetados nas amostras colhidas no interior do lago.

O lago Whillians não é necessariamente representativo dos lagos subglaciais da Antártida, pelo que esta descoberta poderá ser apenas "a ponta do iceberg". Alguns lagos antárticos, como por exemplo o lago Vostok, estão aparentemente isolados há milhões de anos, o que sugere que poderão albergar ecossistemas ainda mais exóticos. "Espero que esta descoberta emocionante possa tocar as vidas (jovens e velhos) de pessoas em todo o mundo, e inspirar a próxima geração de cientistas polares", confidenciou Priscu.

Podem encontrar mais detalhes acerca deste trabalho aqui, aqui e aqui.

Estranhos cones em Elysium Planitia

Possíveis cones vulcânicos em Elysium Planitia. Imagem obtida a 05 de Julho de 2014, pela câmara HiRISE da sonda Mars Reconnaissance Orbiter.
Crédito: NASA/JPL/University of Arizona.

Esta imagem, recentemente obtida pela sonda Mars Reconnaissance Orbiter, mostra um conjunto de cones na região ocidental de Elysium Planitia, na superfície de Marte. Estruturas como estas são comuns nas extensas planícies vulcânicas desta região.

Com um tamanho semelhante ao dos cones de escórias terrestres, os cones visíveis nesta imagem são invulgarmente grandes. No entanto, o que é particularmente estranho nestas estruturas, é a sua associação a superfícies mais claras adornadas com padrões poligonais.

Estes padrões são geralmente encontrados nas porções mais densas dos fluxos de lava. Porém, a forma destas superfícies é invulgar, e a sua associação com os cones sugere que estes locais foram possivelmente os pontos de origem de escoadas lávicas mais localizadas.

Asteróide 1950 DA tem "gravidade negativa"

Materiais não consolidados na superfície do asteroide 25143 Itokawa. Imagem obtida pela sonda japonesa Hayabusa, em novembro de 2005.
Crédito: ISAS/JAXA/Universidade de Tóquio.

Investigadores da Universidade de Tennessee, nos Estados Unidos, descobriram que o asteroide (29075) 1950 DA mantém-se intacto, não pela ação da força da gravidade ou da fricção, mas através de forças de van der Waals - as mesmas que estabilizam a estrutura tridimensional da molécula de ADN no interior das células. Os resultados deste trabalho foram publicados na semana passada na revista Nature, e têm potenciais implicações na defesa do nosso planeta contra futuros impactos de asteroides.

1950 DA é um asteroide potencialmente perigoso, com um período de rotação de apenas 2,1216 horas. Com cerca de 1,3 quilómetros de diâmetro, este pequeno objeto ganhou alguma notoriedade em 2002, quando uma revisão dos seus parâmetros orbitais revelou uma possível colisão com a Terra em março de 2880. Na altura, os astrónomos estimaram uma probabilidade de impacto de 1 em 300, mas desde então esse valor diminui para 1 em 19800.

São raros os exemplos de asteroides com períodos de rotação inferiores a 2,2 horas. Além deste limite, a força centrífuga excede a força da gravidade na superfície do asteroide, pelo que os objetos com velocidades de rotação muito elevadas tendem a desintegra-se. "Sabíamos que este asteroide está a girar mais rápido do que deveria, pelo que quisemos saber porquê", explicou à Nature o primeiro autor deste trabalho, Ben Rozitis.

Baseados em informações relativas ao modo como a radiação solar afeta a trajetória do asteroide no espaço, em combinação com modelos tridimensionais da sua forma e dados das propriedades térmicas da sua superfície, Rozitis e colegas descobriram que 1950 DA tem uma densidade aproximada de 1,7 g/cm³, o que sugere uma estrutura interna com uma porosidade de cerca de 51 %. Corpos com tamanha porosidade são necessariamente constituídos, não por rocha sólida, mas por aglomerados não consolidados de cascalho e poeira. Os astrónomos chamam a estes frágeis objetos “montes de cascalho”.

Com os valores da massa em seu poder, os investigadores puderam mapear a força da gravidade ao longo de todo o asteroide. O que descobriram foi intrigante: 1950 DA gera "gravidade negativa" em cerca de metade da sua superfície - um efeito que é particularmente intenso numa estreita faixa ao longo do equador. A equipa calcula que nesta região a força centrifuga deverá ser suficientemente intensa para arremessar para o espaço qualquer pedaço de rocha com mais de 6 centímetros de diâmetro.

O que impede este asteroide de se desintegrar? A resposta poderá estar nas interações de van der Waals - pequenas forças intermoleculares geradas por assimetrias na distribuição de carga em moléculas neutras. De acordo com os autores, forças atrativas semelhantes poderiam ocorrer entre moléculas na superfície das pequenas partículas de poeira que formam as camadas superficiais do asteroide. Estas forças teriam uma intensidade comparável às que promovem a adesão da poeira lunar aos fatos espaciais dos astronautas. "As forças de van der Waals são muito fracas, mas quando temos um asteroide muito pequeno, a gravidade fica tão fraca que estas forças tornam-se comparáveis", disse Rozitis.

Este trabalho levanta questões importantes em relação a algumas potenciais técnicas de defesa do nosso planeta contra futuras ameaças de asteroides. "Como estas forças são muito ténues, basta um pequeno impacto, como o de um meteorito ou um impacto artificial de um veículo espacial, para as destabilizar", explicou Rozitis. "A partir do momento que estas forças são destabilizadas, o asteroide pode fragmentar-se em vários pequenos objetos."

A fragmentação de um asteroide em rota de colisão com a Terra é um cenário particularmente indesejável, devido ao seu potencial para exacerbar os efeitos do impacto. Os autores sugerem que, em asteroides desta natureza, a melhor opção seria desviar gentilmente a sua trajetória, usando os pequenos impulsos gravitacionais criados, por exemplo, por uma sonda na sua órbita. "Esta abordagem seria preferível, porque ninguém sabe exatamente como é que estas forças afetam a fragmentação do asteroide", disse Rozitis.

Podem encontrar todos os pormenores deste trabalho aqui.

Cassini deteta nuvens sobre Ligeia Mare

Nuvens de metano sobre um dos mares da região do pólo norte de Titã, numa sequência de imagens obtidas pela sonda Cassini, entre os dias 20 e 22 de julho de 2014.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Imagens recentemente obtidas pela Cassini revelaram a presença de nuvens sobre um dos grandes mares de hidrocarbonatos da região do polo norte de Titã. Este fenómeno poderá corresponder ao primeiro sinal, há muito aguardado pelos investigadores, da chegada das tempestades de verão às latitudes mais setentrionais da lua de Saturno.

Durante mais de dois dias, a Cassini monitorizou o desenvolvimento e dissipação de um sistema de nuvens sobre Ligeia Mare, um dos três grandes mares de metano da região do polo norte de Titã. O movimento das nuvens sugere a presença de ventos na região com velocidades entre 3 a 4,5 metros por segundo.

Projeção ortogonal de uma imagem da região do polo norte de titã, obtida pela sonda Cassini, a 21 de julho de 2014. Na imagem podemos ver um sistema de nuvens sobre Ligeia Mare.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

"Estamos ansiosos por descobrir se a aparência destas nuvens assinala o início dos padrões climatéricos típicos do verão, ou se são uma ocorrência isolada", afirmou Elizabeth Turtle, investigadora da equipa de imagem da missão da NASA. "Além disso, como estão estas nuvens relacionadas com os mares? Será que a Cassini as detetou sobre os mares por mero acaso, ou será que se formam preferencialmente nesses locais?"

De acordo com os modelos de circulação atmosférica, a aproximação do verão no hemisfério norte deveria ser acompanhada por um aumento significativo de nuvens nas latitudes mais setentrionais, pelo que os investigadores foram surpreendidos pela sua prolongada ausência desde o início da primavera, em agosto de 2009. As novas observações da Cassini parecem confirmar o arranque definitivo de padrões climatéricos semelhantes aos que criaram intensa precipitação na região do polo sul durante o final do verão no hemisfério sul de Titã.

Cicatrizes de um cometa

A equipa da missão Rosetta publicou hoje esta magnífica imagem da região do "pescoço" do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko:

Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko visto pela sonda Rosetta, a 07 de agosto de 2014.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Obtida na semana passada, a uma distância de 104 quilómetros, a imagem mostra detalhes surpreendentes da superfície do cometa, incluindo cristas lineares paralelas na região da "cabeça", blocos dispersos numa área plana do "pescoço", e depressões circulares (crateras?) com orlas recortadas na região do "corpo".

Podem ver aqui uma perspetiva semelhante em 3D.

Colapso em Hebes Chasma

Hebes Chasma num mosaico construído com imagens obtidas pela sonda Mars Express entre 2004 e 2009 (norte para a direita).
Crédito: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum).

Hebes Chasma é uma depressão fechada, situada cerca de 300 quilómetros a norte de Valles Marineris, na superfície de Marte. Rasgada por poderosas forças tectónicas, esta magnífica cicatriz geológica cobre uma área aproximada de 25720 km², e tem uma profundidade máxima de cerca de 9,2 km, o que a torna no mais profundo sistema de canhões do planeta vermelho.

No interior de Hebes Chasma encontra-se Hebes Mensa, uma enorme montanha com o topo plano, que se eleva ao mesmo nível das planícies circundantes. Com aproximadamente 4412 km² de área, esta estrutura ocupa uma fração significativa da superfície total de Hebes Chasma.

Hebes Mensa é um quebra-cabeças para os cientistas. Os seus estratos incluem não só materiais vulcânicos semelhantes aos das paredes do canhão, mas também finos grãos de poeira e sedimentos lacustrinos.

Perspectiva sobre o extremo leste de Hebes Mensa, criada com imagens obtidas pela sonda Mars Express.
Crédito: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum).

Na imagem de cima podemos ver uma reentrância talhada pelo colapso parcial do extremo leste de Hebes Mensa. No seu interior encontra-se uma mancha escura formada por detritos com origem nas paredes da montanha. Estes detritos são provavelmente constituídos por finos grãos de areia basáltica que deslizaram ao longo da encosta, possivelmente com o auxílio de água proveniente de fissuras na rocha criadas por lençóis subterrâneos ou pela fusão de depósitos de gelo.

Dados recentemente obtidos pelas sondas Mars Express e Mars Reconnaissance Orbiter revelam a presença de depósitos ricos em sais de sulfato na região oriental de Hebes Chasma. Estes minerais são formados pela interação da água com as rochas, o que sugere que o canhão teve no passado um grande lago no seu interior.

Cientistas detetam três poderosas erupções na superfície de Io

Io vista pela sonda Voyager 1, a 04 de Março de 1979.
Crédito: NASA/JPL/Ted Stryk.

Em agosto do ano passado, três erupções vulcânicas irromperam na superfície de Io, num período de apenas duas semanas. Os eventos foram detetados por uma equipa de astrónomos, através de telescópios instalados nos Observatórios W. M. Keck e Gemini, no Hawaii, e sugerem que estes violentos surtos de vulcanismo, até agora considerados raros, são, na verdade, muito mais frequentes na lua de Júpiter.

"Tipicamente, esperamos uma gigantesca erupção a cada um a dois anos, e normalmente não são tão brilhantes", afirmou Imke de Pater, investigador da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, e primeiro autor de um de dois artigos aceites para publicação na revista Icarus. "Tivemos aqui três erupções extremamente brilhantes, o que sugere que, se olhássemos com maior frequência, poderíamos ver muitas outras."

Io é a mais interior das quatro luas galileanas de Júpiter. Com um tamanho semelhante ao da Lua, este pequeno mundo é, não obstante, o corpo vulcanicamente mais ativo do Sistema Solar. Sujeitos a uma gravidade mais fraca que a da Terra, os vulcões de Io produzem nuvens de detritos que podem ascender até centenas de quilómetros de altitude.

As erupções de agosto de 2013 são de uma magnitude comparável às maiores erupções até agora observadas em Io, e terão cuspido num curto período de tempo dezenas a centenas de quilómetros cúbicos de lava fluída sobre a superfície da lua joviana.

"Estes novos eventos pertencem a uma classe de erupções relativamente rara em Io, devido às suas dimensões e emissões térmicas surpreendentemente elevadas", disse Ashley Davies, vulcanologista do Laboratório de Propulsão a Jato, nos Estados Unidos, e coautor nos dois artigos. "A quantidade de energia emitida por estas erupções implica a presença de fontes de lava a jorrar de fissuras, num volume por segundo muito elevado, formando fluxos de lava que se espalham pela superfície de Io."

As gigantescas erupções de agosto de 2013, em quatro imagens obtidas na banda do infravermelho próximo, pelos observatórios Keck (a, b e c) e Gemini (d).
Crédito: Imke de Pater e Katherine de Kleer (UC Berkeley).

As duas primeiras erupções foram detetadas a 15 de Agosto, usando a câmara de infravermelhos próximos NIRC2, que se encontra acoplada ao sistema de ótica adaptativa do telescópio Keck II, um dos dois telescópios de 10 metros do Observatório Keck, no Hawaii. A mais brilhante teve origem em Rarog Patera, e produziu um fluxo de lava com 120 km² de área e, aproximadamente, 9 metros de espessura. A segunda foi detetada em Heno Patera, e cobriu com lava uma área de, aproximadamente, 300 km². Ambas as caldeiras estão localizadas no hemisfério sul de Io, e tinham diminuído substancialmente a sua atividade cerca de 5 dias depois.

A mais brilhante das três erupções foi observada a 29 de Agosto, no início de uma campanha de observações de Io, liderada pela investigadora da Universidade da Califórnia, Katherine de Kleer, usando o sistema de imagem de infravermelhos próximos do Observatório Gemini, e o espetrómetro de infravermelhos próximos SpeX do observatório da NASA IRTF (Infrared Telescope Facility), ambos no Hawaii. Os dados obtidos permitiram aos investigadores demonstrar que esta erupção atingiu temperaturas muito superiores às tipicamente medidas nas erupções vulcânicas terrestres, o que sugere a presença de magma com uma composição apenas comparável à dos magmas produzidos pela Terra no início da sua formação.

Na altura, a fonte de calor cobria uma área de aproximadamente 80 km², e seria dominada por fluxos muito quentes, provavelmente provenientes de fontes de lava particularmente volumosas. "Estamos a olhar para muitos quilómetros cúbicos de lava em fluxos rapidamente estabelecidos", afirmou Davies. "Isto irá ajudar-nos a compreender os processos que ajudaram a moldar as superfícies de todos os planetas telúricos, incluindo a Terra e a Lua."

A equipa monitorizou a erupção durante quase duas semanas, com o objetivo de estudar o efeito dos vulcões na atmosfera ioniana, e como estas erupções alimentam o toro de plasma que rodeia o planeta Júpiter, nas proximidades da órbita de Io.

"Estamos a usar Io como um laboratório vulcânico, onde podemos olhar para o passado dos planetas telúricos para podermos adquirir uma melhor compreensão de como estas gigantescas erupções se formaram, e com que rapidez e durante quanto tempo persistiram", afirmou Davies.

Podem encontrar todos os pormenores deste trabalho aqui e aqui.

Astrónomos observam gigantescas tempestades na atmosfera de Urano

Gigantescas tempestades nas latitudes médias do hemisfério norte de Urano. Imagens obtidas a 05 e 06 de agosto de 2014, pela câmara de infravermelhos próximos NIRC2 do telescópio de 10 metros do Observatório Keck, no Hawaii.
Crédito: Imke de Pater (UC Berkeley)/Keck Observatory.

Decididamente, Urano não é o planeta tranquilo que as observações da Voyager 2 faziam transparecer. Imagens obtidas esta semana pelo Observatório W. M. Keck, no Hawaii, revelaram a presença de uma multitude de gigantescas tempestades no hemisfério norte do planeta, incluindo uma de proporções verdadeiramente monstruosas.

"Estamos sempre ansiosos para ver aquela primeira imagem da noite, de um planeta ou satélite, porque nunca sabemos o que nos aguarda", afirmou Imke de Pater, investigador da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, e líder da equipa responsável pelas observações. "Esta estrutura extremamente brilhante, que vimos no dia 06 de agosto de 2014, faz-me recordar uma tempestade com um brilho similar, que vimos no hemisfério sul de Urano, nos anos que antecederam e na altura do equinócio."

A aproximação do equinócio de 2007 coincidiu com a eclosão de inúmeras tempestades na atmosfera do planeta. Muitas dissiparam-se com relativa rapidez, mas uma em particularmente manteve-se ativa durante muitos anos. Esta poderosa tempestade ficou conhecida por Berg, porque lembrava um icebergue à deriva nos mares polares, e foi possivelmente observada, pela primeira vez, pela sonda Voyager 2, durante a sua passagem pelo sistema uraniano em janeiro de 1986.

O planeta Urano em cores naturais, numa composição construída com imagens obtidas pela sonda Voyager 2, a 14 de janeiro de 1986, a aproximadamente 12,6 milhões de quilómetros de distância.
Crédito: NASA/JPL/Björn Jónsson.

Berg oscilou periodicamente entre os 32 e os 36º de latitude sul, pelo menos, a partir do ano 2000. Em 2004, a tempestade aumentou consideravelmente o seu brilho, e em 2005 começou a migrar em direção a norte, o que viria a resultar em dramáticas alterações na sua morfologia. Estas mudanças culminariam com o seu desaparecimento em 2009, quando esta já se encontrava a apenas 5º de distância do equador.

Apesar desta nova tempestade ser ainda mais brilhante que Berg, a sua morfologia não deixa de ser muito semelhante, pelo que a equipa liderada por de Pater suspeita que as duas tempestades partilham estruturas verticais muito similares. Dados obtidos entre 2007 e 2009 sugerem que Berg se encontrava associada a um vórtice atmosférico, um anticiclone profundo apenas visível através das nuvens orográficas que o acompanham.

A equipa vai ainda determinar qual a verdadeira extensão da atual tempestade nas camadas superiores da atmosfera uraniana; no entanto, as imagens até agora obtidas sugerem que poderá atingir altitudes próximas da tropopausa.

Rosetta concretiza encontro histórico com 67P/Churyumov-Gerasimenko

A ESA está de parabéns. Depois de uma longa viagem de 10 anos, a intrépida Rosetta alcançou esta manhã o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, dando início a um novo capítulo na história da missão. Para comemorar este marco histórico, os responsáveis da missão divulgaram uma série de fabulosas imagens obtidas pela sonda europeia durante a sua aproximação ao cometa. Apreciem:

O cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko visto pela sonda Rosetta, a 03 de agosto de 2014, a uma distância de 285 km (resolução aproximada de 5,3 metros por pixel).
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

O cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, visto de um outro ângulo pela sonda Rosetta, a 03 de agosto de 2014, a uma distância de 285 km (resolução aproximada de 5,3 metros por pixel).
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Cabeleira do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, numa imagem sobre-exposta obtida pela sonda Rosetta, a 02 de agosto de 2014, a uma distância de 550 km (resolução aproximada de 55 metros por pixel).
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Região plana no "corpo" do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Imagem obtida pela sonda Rosetta, a 06 de agosto de 2014, a uma distância de 130 km (resolução aproximada de 2,4 metros por pixel).
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Detalhe da "cabeça" do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Imagem obtida pela sonda Rosetta, a 06 de Agosto de 2014, a uma distância de 120 km (resolução aproximada de 2,2 metros por pixel).
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Animação composta por 101 imagens obtidas pela câmara de navegação da Rosetta durante a sua aproximação ao cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. A primeira imagem foi obtida a 01 de agosto, a uma distância de 832 km. A última foi obtida a 06 de Agosto, a uma distância de 110 km.
Crédito: ESA/Rosetta/Navcam.

Composição de imagens obtidas pela câmara de navegação da Rosetta ilustrando a fase final da aproximação da sonda europeia ao cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.
Crédito: ESA/Rosetta/Navcam/Emily Lakdawalla.

A Rosetta irá agora descrever duas órbitas triangulares na frente de 67P/Churyumov-Gerasimenko, primeiro a uma distância de 100 km, e depois a apenas 50 quilómetros de altitude. Nesta fase, a sonda europeia iniciará o estudo detalhado do cometa, escrutinando a sua superfície em busca de um local de aterragem para a sonda Philae.

Cometa quê?

É hoje o grande dia! Dentro de momentos, a sonda Rosetta irá completar a manobra decisiva que a colocará numa órbita em redor do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (podem acompanhar aqui a transmissão direta deste evento). Durante estas últimas semanas, muito se falou acerca deste pequeno mundo gelado, com pouco mais de 4 quilómetros de diâmetro. No entanto, o que significa este estranho nome e como se pronuncia?

O destino da Rosetta recebeu o nome dos dois astrónomos responsáveis pela sua descoberta em 1969, os ucranianos Klim Churyumov e Svetlana Gerasimenko. A designação 67P significa que este foi o 67º cometa periódico a ser descoberto na história.

Quanto à pronuncia, a equipa da Rosetta pediu a Irina Vavilova, uma astrónoma da Academia de Ciências da Ucrânia, para reproduzir o nome do cometa na sua língua nativa. Podem ouvir aqui:

Anatomia de um cometa

A revista Science publicou na semana passada esta interessante infografia sobre o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko:

Crédito: Nicolle R. Fuller para a Science Magazine/adaptação de Sérgio Paulino.

Podem encontrá-la na sua forma original aqui e aqui.

Encélado: uma lua com 101 géiseres

Géiseres nas fracturas de Baghdad e Damascus, na região do pólo sul de Encélado. Imagem obtida pela sonda Cassini, a 13 de agosto de 2010.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI.

Cientistas da missão Cassini mapearam e contabilizaram um total de 101 géiseres em atividade na superfície de Encélado. Os resultados baseiam-se em quase 7 anos de monitorização da pequena lua de Saturno, e possibilitaram a descoberta de pistas fundamentais para os mecanismos responsáveis pela sua formação. O trabalho foi apresentado na semana passada, em dois artigos publicados online na revista Astronomical Journal.

Observados pela primeira vez em 2005, os géiseres enceladianos emanam de quatro proeminentes fraturas localizadas na região do pólo sul de Encélado. No total, estas estruturas libertam para o espaço o equivalente a quase mil toneladas de água a cada hora.

Pormenor de Baghdad Sulcus, a maior das quatro longas fraturas descobertas na região do pólo sul de Encélado. Imagem obtida pela sonda Cassini, a 21 de Novembro de 2009 (resolução: 12 metros/pixel).
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute.

Após a sua descoberta, os cientistas suspeitaram que o seu comportamento era de alguma forma controlado pela repetida deformação de Encélado, causada pelo efeito de maré resultante da proximidade de Saturno e de uma ressonância orbital 2:1 com a lua Dione. Uma das hipóteses sugeria que os géiseres teriam origem na fusão do gelo provocada pelo calor gerado pela contínua fricção das paredes das fraturas. Uma visão alternativa propunha que o efeito de maré promovia a abertura e fecho cíclicos das fraturas, o que permitiria a ascensão do vapor de água desde o interior de Encélado até à superfície.

Para determinar qual o mecanismo preponderante, os investigadores mapearam com precisão o posicionamento geográfico dos géiseres, e compararam a sua localização com mapas que ilustram a distribuição das emissões térmicas na região. O que descobriram foi que os géiseres se encontram posicionados diretamente sobre pontos quentes na superfície de Encélado, e que a sua atividade é modulada pelas tensões de maré.

Modelo tridimensional mostrando a localização dos 98 géiseres nos quais foram determinados os respetivos posicionamentos geográficos e inclinações com base no método de triangulação.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI.

Imagens de alta-resolução obtidas pelo instrumento VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer) revelaram ainda que os jatos coincidem individualmente com pontos quentes com apenas algumas dezenas de metros de diâmetro. Estes pontos são demasiado pequenos para serem produzidos por fricção do gelo, mas têm o tamanho certo para resultarem da condensação de vapor de água nas paredes das fraturas junto à superfície, o que sugere que os géiseres são um fenómeno com origem nas profundezas de Encélado.

"A partir do momento que tivemos estes resultados na mão, soubemos de imediato que não era o calor que provocava os géiseres, mas sim vice-versa", afirmou Carolyn Porco, responsável da equipa de imagem da Cassini e principal autora do primeiro artigo. "[Estes resultados] também nos disseram que os géiseres não são um fenómeno próximo da superfície, mas com raízes muito mais profundas." Os investigadores concluiram que a única fonte plausível para os materiais que formam os géiseres é o oceano subsuperficial recentemente identificado na região do pólo sul, com base na análise de dados gravimétricos obtidos pela Cassini, e que a água salgada do oceano poderá ascender até ao topo das fraturas, podendo mesmo alcançar a superfície.

Representação artística mostrando um corte da crusta gelada de Encélado numa das fraturas com géiseres ativos.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI/Ron Miller.

As observações realizadas pela sonda da NASA mostram ainda um aumento periódico do brilho da pluma de vapor formada pelo conjunto de todos os géiseres nas proximidades da apoapside da órbita de Encélado. Os modelos baseados na tensão de maré reproduzem com rigor as variações observadas, mas falham na previsão do momento em que a pluma começa a aumentar o seu brilho, pelo que devem estar presentes outros efeitos importantes.

"É um quebra-cabeças interessante", disse Francis Nimmo, investigador da missão Cassini e principal autor do segundo artigo. "Possibilidades para esta divergência incluem, entre outros efeitos: um atraso na resposta da crusta de gelo, o que poderia sugerir que as marés estão a aquecer a massa de gelo no pólo sul; ou mudanças subtis no período de rotação de Encélado." Esta última possibilidade é particularmente interessante, uma vez que poderia indicar a presença de um oceano subsuperficial global, o que tornaria a estrutura interna de Encélado algo semelhante à da lua joviana Europa.

Podem encontrar os dois artigos aqui e aqui.

Rosetta mede temperatura da superfície de 67P/Churyumov–Gerasimenko

Cometa 67PChuryumov–Gerasimenko visto pelo sistema de imagem OSIRIS da sonda Rosetta, a 01 de agosto de 2014, a uma distância de 1000 quilómetros.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Dados obtidos pelo espetrómetro VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) da sonda Rosetta revelam que a superfície do núcleo do cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko tem uma temperatura média global de -70º C. As observações foram realizadas entre 13 e 21 de julho, quando o cometa se encontrava a cerca de 555 milhões de quilómetros de distância do Sol - aproximadamente 3 vezes a distância média entre a Terra e o Sol. O valor é cerca de 20 a 30º superior ao previsto para um cometa a essa distância, com uma superfície exclusivamente formada por gelo, pelo que o núcleo de 67P/Churyumov–Gerasimenko deve estar coberto por uma crusta escura e poeirenta.

"Este resultado é muito interessante, uma vez que nos dá as primeiras pistas sobre a composição e propriedades da superfície do cometa", afirmou o investigador principal do instrumento VIRTIS, Fabrizio Capaccioni.

O núcleo do cometa visto pelo sistema de imagem OSIRIS, a 20 de julho de 2014. Na altura, a Rosetta encontrava-se a 5500 quilómetros de distância do seu alvo.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

A descoberta não é, de forma alguma, inesperada. Observações realizadas a partir da Terra tinham já revelado que 67P/Churyumov–Gerasimenko tem uma baixa refletividade, o que excluía à partida a possibilidade de uma superfície inteiramente coberta por gelo puro. As medições obtidas pelo espetrómetro VIRTIS confirmam que grande parte da superfície deve ser poeirenta, porque os materiais mais escuros aquecem mais facilmente, e irradiam calor com maior rapidez que o gelo quando expostos à luz solar.

"Isto não exclui a presença de manchas de gelo relativamente puro, no entanto, em breve, o VIRTIS será capaz de começar a gerar mapas com a temperatura de áreas individuais", acrescentou Capaccioni.

O espetrómetro de infravermelhos da Rosetta irá conseguir ainda medir variações nas temperaturas diurnas de áreas específicas do cometa, o que permitirá determinar a rapidez com que a superfície reage à iluminação solar, e, por conseguinte, fornecer informações precisas sobre a condutividade térmica, a densidade e porosidade da superfície até a uma profundidade de algumas dezenas de centímetros. O VIRTIS irá também registar a evolução das temperaturas superficiais do núcleo do cometa, à medida que este viaja nas proximidades do periélio - o ponto em que a radiação do Sol será significativamente mais intensa.

"Em combinação com as observações dos outros 10 instrumentos científicos da Rosetta e da sonda de superfície, o VIRTIS irá fornecer uma descrição detalhada das propriedades físicas da superfície e dos gases da cabeleira do cometa, observando como as condições variam diariamente e à medida que o cometa viaja em redor do Sol, ao longo do próximo ano", disse o responsável do projeto Rosetta, Matt Taylor. "Com apenas alguns dias até à nossa chegada a apenas 100 quilómetros de distância do cometa, estamos cheios de entusiasmo para começar a analisar este fascinante pequeno mundo com cada vez maior detalhe."

Terra fustigada no passado por gigantescos asteróides

Representação artística da Terra do Hadeano.
Crédito: Simone Marchi/SwRI.

Uma equipa de investigadores criou um novo modelo que ilustra como a superfície da Terra foi repetidamente remodelada pelo impacto de gigantescos asteróides nos seus primeiros 500 milhões de anos de existência. Baseado em recentes estimativas do fluxo de impactos na superfície da Lua, o novo modelo evidencia o efeito profundo que as colisões de asteróides tiveram na evolução da crusta terrestre durante o Hadeano. Os resultados deste trabalho foram divulgados ontem num artigo publicado na revista Nature.

Criada a partir da acreção de planetesimais, a Terra passou nos seus primórdios por uma sequência de fases de crescimento que culminou com o Bombardeamento Tardio, um período em que os planetas interiores do Sistema Solar foram periodicamente atingidos por objetos com dezenas a centenas de quilómetros de diâmetro. Os cientistas estimam que esta última fase contribui com apenas 1% da atual massa do nosso planeta, no entanto, as violentas colisões tiveram ainda assim um efeito dramático na evolução geológica da jovem Terra.

Baseados no novo modelo, os investigadores descobriram que a superfície terrestre foi sucessivamente remodelada nos seus primórdios por volumosas quantidades de rocha fundida geradas pelos violentos impactos que continuamente fustigavam o nosso planeta. Os primeiros oceanos teriam entrado repetidamente em ebulição, saturando a atmosfera com vapor de água.

Simulação mostrando a distribuição espacial e tamanho das crateras formadas na superfície da Terra nos primeiros mil milhões de anos da sua história. O diâmetro de cada círculo é proporcional ao tamanho da respectiva cratera. As cores indicam a altura em que ocorreu o impacto.
Crédito: Simone Marchi/SwRI.

"Nenhuma grande região da superfície da Terra poderia ter sobrevivido intacta aos impactos e aos seus efeitos", afirmou o primeiro autor do trabalho, Simone Marchi. "A nova imagem da Terra do Hadeano, que emerge a partir deste trabalho, tem importantes implicações na sua habitabilidade."

Os impactos mais violentos teriam efeitos particularmente devastadores nos ecossistemas existentes. A equipa liderada por Marchi estima que, durante os primeiros 500 milhões de anos, a Terra terá sido atingida por um a quatro objetos com mais de 960 quilómetros de diâmetro. Tais eventos teriam provocado a esterilização global do nosso planeta. No mesmo período, a superfície terrestre terá suportado ainda o impacto de 3 a 7 objetos com mais de 480 quilómetros. Estes impactos libertariam energia suficiente para vaporizar os oceanos a nível global.

"Naquela época, a separação entre as colisões maiores era suficientemente longa para permitir intervalos com condições mais clementes, pelo menos numa escala mais local", disse Marchi. "Qualquer vida que tenha emergido durante o Hadeano, necessitaria possivelmente de ser resistente a temperaturas elevadas, e poderia ter sobrevivido a um período tão violento da história da Terra, prosperando em nichos subterrâneos profundos ou na crusta oceânica."

Podem encontrar todos os detalhes deste trabalho aqui.