Cometas têm estrutura semelhante à de gelado frito com cobertura de chocolate

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

Investigadores americanos reproduziram em laboratório a formação da crusta rígida de um cometa. Usando um crióstato denominado Himalaya, Antti Lignell e Murthy Gudipati, do Laboratório de Propulsão a Jato, nos Estados Unidos, demonstraram que, à medida que os cometas se aproximam do Sol, o gelo "esponjoso" das camadas superficiais cristaliza e endurece, segregando moléculas orgânicas que se depositam na superfície. O resultado é a formação de uma crusta dura e quebradiça, polvilhada com partículas de poeira orgânica. Este trabalho foi apresentado num artigo recentemente publicado na revista The Journal of Physical Chemistry, e é um importante contributo para a compreensão da estrutura interna destes objetos.

"Um cometa é como um gelado frito", afirmou Gudipati. "A crusta é feita de gelo cristalino, ao passo que o interior é mais frio e mais poroso. Os [compostos] orgânicos são como uma camada final de chocolate no topo."

As missões Deep Impact e Rosetta tinham já reunido evidências de que os cometas têm uma estrutura interna pouco densa e porosa, mas foi apenas em novembro passado que a sonda Philae demonstrou que o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko esconde uma crusta de gelo muito dura por baixo de uma fina camada superficial de poeira. A pequena sonda europeia realizou esta surpreendente descoberta após ter ressaltado duas vezes na superfície do cometa, e ter sido incapaz de perfurar mais de alguns milímetros no gelo sólido sobre o qual finalmente se imobilizou.

O crióstato Himalaya.
Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Para compreenderem como esta camada de gelo duro se forma, Lignell e Gudipati construíram em laboratório um modelo da estrutura interna do núcleo de um cometa. Usando o crióstato Himalaya, os investigadores criaram uma mistura de gelo amorfo e partículas orgânicas conhecidas por hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP) - o tipo de material que se pensa estar presente no interior dos cometas.

O gelo amorfo forma-se a partir de vapor de água submetido a temperaturas de aproximadamente 30 K (cerca de - 243 ºC). Nestas condições, a entropia do sistema fica preservada, pelo que as moléculas de água permanecem misturadas de forma desorganizada com outras moléculas. De acordo com Gudipati, o gelo amorfo possui um aspeto semelhante ao do algodão doce - um material leve e fofo, com imensos espaços vazios no seu interior.

Quando os investigadores aqueceram lentamente a mistura até uma temperatura de 150 K (cerca de - 123 ºC), observaram um fenómeno surpreendente. "Os HAP agregaram-se e foram expulsos da matriz de gelo, à medida que este cristalizava", explicou Lignell. "Esta poderá ser a primeira observação de moléculas em agregação devido a uma transição de fase do gelo, e isto tem certamente muitas e importantes consequências para a química e física do gelo."

Superfície do cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko, vista pela sonda Rosetta a 05 de setembro de 2014.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

A agregação dos HAP deixa espaços livres para que as moléculas de água se organizassem em estruturas mais compactas de gelo cristalino - a única forma de gelo existente na superfície da Terra. "O que nós vimos no laboratório - uma crusta cometária cristalina com [compostos] orgânicos no topo - condiz com o que é sugerido pelas observações no espaço", disse Gudipati. "O gelado frito é, realmente, a analogia perfeita, porque o interior dos cometas deverá permanecer ainda muito frio, e conter o gelo amorfo, mais poroso."

Esta descoberta é importante para a compreensão da formação do Sistema Solar, em particular, de como os cometas poderão ter transportado água e compostos orgânicos até à superfície da Terra. Resultados recentes da missão Rosetta sugerem que foram os asteroides os principais responsáveis pela chegada dos ingredientes essenciais à vida ao nosso planeta. Contudo, não está ainda afastada a possibilidade dos cometas terem desempenhado também um papel relevante.

"É maravilhoso pensar o quanto avançámos na compreensão dos cometas", afirmou Gudipati. "Missões futuras, destinadas a trazerem amostras geladas de cometas no seu regresso à Terra, poderão permitir-nos desvendar totalmente os seus segredos."

Podem encontrar todos os detalhes deste trabalho aqui.

Encontro com Reia

A Cassini vai regressar no próximo mês de março a uma trajetória equatorial em redor de Saturno, pelo que iremos ter novamente encontros frequentes com as luas geladas do planeta. Como prelúdio desta nova fase da missão, a sonda da NASA concretizou anteontem uma passagem a cerca de 47 mil quilómetros de distância de Reia.

O encontro permitiu a captação de imagens das regiões mais setentrionais do seu hemisfério anti-saturniano, incluindo de uma pequena área junto ao polo norte nunca antes observada pela Cassini.

Deixo-vos aqui alguns dos melhores momentos deste encontro.

A região do polo norte de Reia, num mosaico de 2 imagens obtidas pela sonda Cassini, a 10 de fevereiro de 2015. Podemos ver no lado direito a cratera Wakonda, uma depressão em forma de coração com 123 km de diâmetro.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute/Sérgio Paulino.

Mamaldi, uma bacia de impacto com cerca de 480 km de diâmetro. Mosaico de 4 imagens obtidas pela sonda Cassini, a 10 de fevereiro de 2015.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute/Sérgio Paulino.

Vaupas Chasma, um longo vale escarpado localizado no hemisfério sul de Reia. Mosaico de 5 imagens captadas pela sonda Cassini a 10 de fevereiro de 2015.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute/Sérgio Paulino.

O despertar da primavera na "Cidade Inca"

Araneiformes junto a uma das cristas de Angustus Labyrinthus, uma estrutura na superfície de Marte conhecida informalmente por "Cidade Inca". Imagem obtida a 27 de setembro de 2014, pela câmara HiRISE da sonda Mars Reconnaissance Orbiter.
Crédito: NASA/JPL/University of Arizona.

"Cidade Inca" é o nome informal dado pelos cientistas da missão Mariner 9 a um complexo de cristas retilíneas entrecruzadas, localizadas no extremo sul de Aonia Terra, na região do pólo sul de Marte. Todos os invernos, esta área fica coberta por uma camada translúcida de gelo seco (gelo de dióxido de carbono), com uma espessura inferior a 1 metro. Na primavera, os raios solares atravessam a fina camada de gelo e aquecem o solo arenoso por baixo, provocando a sublimação do gelo e a acumulação de gás nas camadas subsuperficiais.

As cristas ponteadas de Angustus Labyrinthus, numa composição de 5 imagens captadas entre 12 de dezembro de 2014 e 04 de janeiro de 2015, pela câmara HiRISE da sonda Mars Reconnaissance Orbiter.
Crédito: NASA/JPL/University of Arizona/Sérgio Paulino.

Quando o gás pressurizado vence a resistência do gelo, irrompe numa violenta erupção, criando uma rede de fraturas divergentes em seu redor, denominadas araneiformes. Todos os anos, estas estruturas são repetidamente sulcadas, crescendo ligeiramente na periferia em cada primavera. Com o gás emergem pequenas partículas escuras, que se depositam sobre a superfície num padrão em forma de leque. A disposição destes depósitos varia de acordo com os ventos predominantes ou com a topografia do local.

Imagem de contexto da região de Angustus Labyrinthus, captada pela sonda Mars Global Surveyor, a 03 de outubro de 2001.
Crédito: NASA/JPL/MSSS.

Imagens captadas em 2001 pela sonda Mars Global Surveyor revelaram que a "Cidade Inca" faz parte de uma estrutura circular com cerca de 86 km. É possível que esta formação seja uma antiga cratera de impacto coberta no passado por sedimentos, e depois parcialmente exumada, pelo que as cristas da "Cidade Inca" poderão ser vestígios de fraturas formadas no chão da cratera, que foram posteriormente preenchidas com materiais mais resistentes à erosão.

Dawn desvenda novas estruturas na superfície de Ceres

Ceres visto pela sonda Dawn, a 04 de fevereiro de 2015.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

A Dawn captou ontem um novo conjunto de imagens de Ceres, desta vez a partir de uma distância de 145 mil quilómetros. Com uma resolução aproximada de 14 km/pixel, estas novas imagens revelam com maior nitidez uma variedade de estruturas na superfície cereriana, incluindo diversas crateras no hemisfério sul, algumas com proeminentes pico centrais.

Sequência de imagens obtidas pela sonda Dawn a 04 de fevereiro de 2015, mostrando Ceres em aproximadamente um quarto da sua rotação.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI.

A misteriosa mancha brilhante, visível nas imagens captadas a 13 e a 25 de janeiro, aparece agora acompanhada por outras formações com um aspeto semelhante. Estas regiões não são, no entanto, verdadeiramente brilhantes. Ceres é um objeto muito escuro e reflete apenas 9% do total de luz solar incidente. Estas novas manchas são apenas 50% mais brilhantes que o terreno em seu redor, pelo que, na realidade, são tão escuras quanto uma superfície de asfalto.

Hubble fotografa um raro trânsito de três luas sobre a face de Júpiter

Na semana passada, o telescópio espacial Hubble observou um belíssimo evento astronómico: o trânsito simultâneo de três das quatro luas galileanas sobre a face bandeada de Júpiter. O fenómeno durou cerca de 40 minutos e envolveu as luas Io, Calisto e Europa.

Trânsito triplo sobre a face de Júpiter, numa sequência de imagens obtidas pelo telescópio espacial Hubble, a 24 de janeiro de 2015.
Crédito: NASA/ESA/Hubble Heritage Team.

As quatro maiores luas de Júpiter têm orbitas com períodos que se estendem entre os 2 e os 17 dias, pelo que é comum serem observadas a desfilarem em frente do planeta. Contudo, os trânsitos triplos são relativamente raros em Júpiter, ocorrendo apenas uma ou duas vezes em cada década. O próximo evento poderá ser contemplado a 11 de dezembro de 2026, entre as 21:25 e as 22:51 (hora de Lisboa).

Um presente de aniversário especial para Clyde Tombaugh

A equipa da missão New Horizons celebrou ontem o 109º aniversário de Clyde Tombaugh com a divulgação de duas novas imagens de Plutão, captadas na semana passada pelo sistema de imagem LORRI (Long-Range Reconnaissance Imager). Falecido a 17 de janeiro de 1997, Tombaugh foi o astrónomo responsável pela descoberta do planeta anão, a 18 de fevereiro de 1930.

Plutão e Caronte vistos pela New Horizons, a 25 e 27 de janeiro de 2015.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

As duas imagens foram captadas a pouco mais de 200 milhões de quilómetros de distância, com uma exposição de 1/10 de segundo, pelo que apenas são visíveis Plutão e a sua maior lua, Caronte. Os dois objetos surgem como dois pequenos pontos com 2 e 1 píxeis de diâmetro, respetivamente. A LORRI vai em breve captar um novo conjunto de imagens, desta vez com uma exposição de aproximadamente 10 segundos. Estas imagens deverão revelar, pela primeira vez, a presença das luas Nix e Hidra.

A morte silenciosa da Venus Express

Representação artística da sonda Venus Express durante as manobras de aerotravagem realizadas em junho e julho de 2014 na alta atmosfera de Vénus.
Crédito: ESA–C. Carreau.

A ESA declarou em dezembro passado o fim da missão Venus Express, depois da sonda ter esgotado o seu propelente durante uma série de manobras destinadas a elevar a sua órbita em redor de Vénus. Lançada a 09 de novembro de 2005, a sonda europeia entrou na órbita do planeta a 11 de abril de 2006, para uma missão originalmente concebida para durar 500 dias. Relativamente discreta, a missão acabou por acumular um conjunto impressionante de dados acerca de Vénus e da sua atmosfera, o que levou a ESA a financiar um total de três extensões à missão original.

No entanto, o fim era inevitável. Após 8 anos e mais de 3000 órbitas em redor de Vénus, o nível de propelente tornou-se demasiado baixo para que a Venus Express pudesse realizar de forma rotineira as manobras necessárias para se manter a uma distância relativamente segura da atmosfera venusiana.

Entre maio e junho de 2014, a equipa da missão programou a sonda para descer gradualmente a periapside da sua órbita a uma altitude de apenas 130 a 135 km. Esta manobra conduziu a Venus Express até às camadas mais exteriores da atmosfera de Vénus, o que deu aos cientistas da missão a oportunidade de testarem diferentes técnicas de aerotravagem.

No final de julho, a sonda concluiu com sucesso uma nova série de manobras que colocaram a periapside de volta a uma altitude de 460 km. Contudo, a sua órbita continuou a decair, e quando, no final de novembro, o propelente se esgotou finalmente numa última série de manobras, a sonda entrou em modo de segurança, levando a ESA a dar por concluída a missão.

Desde então, a Venus Express apenas conseguiu estabelecer um contato intermitente com a Terra. O último sinal de rádio foi detetado a 18 de janeiro, no momento em que a sonda viajava numa órbita com uma periapside a uma altitude de aproximadamente 120 km - o limiar da mesosfera venusiana. De acordo com as previsões dos cientistas da missão, a Venus Express deverá ter mergulhado na atmosfera de Vénus pela última vez durante a última semana de janeiro ou nos primeiros dias de fevereiro, sucumbindo silenciosamente ao gradual aumento da temperatura e da pressão em seu redor.