segunda-feira, 8 de agosto de 2016

Últimos instantes de um cometa

Os últimos momentos da vida de um cometa foi captado numa sequência de imagens obtidas observatório espacial SOHO (Solar and Heliospheric Observatory).

instantes finais de um cometa

© ESA/NASA/SOHO (instantes finais de um cometa)

Na animação o círculo branco representa os limites do disco solar. Nota-se um pequeno cometa atravessando a coroa solar a uma velocidade vertiginosa de quase 2,1 milhões de quilômetros por hora!

O cometa foi descoberto na semana passada em imagens obtidas em 04 de agosto de 2016 pelo coronógrafo LASCO C2 do observatório espacial SOHO, este cometa é um membro da família Kreutz, um grupo de cometas com órbitas semelhantes resultante da fragmentação de um único progenitor, há aproximadamente 2.500 anos.

Aparentemente, este fragmento não sobreviveu à viagem. Tal como muitos outros cometas rasantes, esta pequena bola de gelo e poeira foi provavelmente esmagada e vaporizada pelo ambiente infernal que rodeia a nossa estrela.

Fonte: NASA & ESA

domingo, 5 de junho de 2016

O cometa e a nebulosa

É raro que tais objetos diferentes são gravadas tão juntos. Tal ocasião está ocorrendo agora, embora, foi captado há dois dias em exposições paralelas combinadas das Ilhas Canárias da Espanha.

Nebulosa da Hélice e Cometa PanSTARRS

© Fritz H. Hemmerich (cometa Pan-STARRS e nebulosa da Hélice)

No canto inferior direito, rodeado por um coma verde onde emana uma cauda de íons azul esverdeada excepcionalmente dividida na diagonal do quadro, está o cometa C/2013 X1 (Pan-STARRS).

Esta bola de neve gigante vem se aproximando do nosso Sol e iluminando os céus desde sua descoberta em 2013. Embora o cometa PannSTARRS é um alvo pitoresco para exposições de longa duração de astrofotografia, espera-se ser apenas pouco visível a olho nu quando ele atingir seu brilho máximo no próximo mês. No canto superior esquerdo, cercado por gás brilhante vermelho, está a excêntrica nebulosa da Hélice. Ela está localizada a 700 anos-luz de distância, estando não só muito mais longe do que o cometa, mas a sua aparência deverá ser mantida durante milhares de anos.

Fonte: NASA

terça-feira, 31 de maio de 2016

Cometa contém ingredientes da vida

A sonda Rosetta, que estuda o seu cometa há já quase dois anos, descobriu ingredientes considerados fundamentais para a origem da vida na Terra.

cometa Churyumov-Gerasimenko

© ESA/Rosetta/NavCam (cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko)

Estes incluem o aminoácido glicina (C2H5NO2), que é normalmente encontrado em proteínas, e o fósforo, um componente chave do DNA e das membranas celulares.

Os cientistas há muito tempo que debatem a possibilidade importante de que a água e moléculas orgânicas foram trazidas por asteroides e cometas até à jovem Terra depois de arrefecer após a sua formação, fornecendo alguns dos blocos de construção para a origem da vida.

Embora já se conheçam alguns cometas e asteroides com água numa composição parecida às dos oceanos da Terra, a Rosetta encontrou uma diferença significativa no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, alimentando o debate sobre o papel destes objetos na origem da água da Terra.

Mas os novos resultados revelam que os cometas, no entanto, tinham o potencial de entregar os ingredientes críticos para estabelecer vida como a conhecemos.

Os aminoácidos são compostos orgânicos biologicamente importantes que contêm carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrgênio, e formam a base das proteínas.

Pistas do aminoácido mais simples, glicina, foram descobertas em amostras enviadas para a Terra em 2006 a partir do Cometa Wild-2 pela missão Stardust da NASA. No entanto, a possível contaminação terrestre das amostras de poeira tornou a análise extremamente difícil.

Agora, a Rosetta fez detecções diretas e repetidas de glicina na atmosfera difusa, ou coma, do seu cometa.

"Esta é a primeira detecção inequívoca de glicina num cometa," afirma Kathrin Altwegg, pesquisadora principal do instrumento ROSINA que fez as medições.

"Ao mesmo tempo, nós também detectamos algumas outras moléculas orgânicas que podem ser percursoras da glicina, sugerindo várias maneiras possíveis para a sua formação."

As medições foram recolhidas antes do cometa alcançar o seu ponto mais próximo do Sol - periélio - em agosto de 2015 ao longo da sua órbita de 6,5 anos.

A primeira detecção surgiu em outubro de 2014 enquanto a Rosetta estava a apenas 10 km do cometa. A próxima ocasião foi durante um voo rasante em março de 2015, quando estava a 30-15 km do núcleo.

A glicina foi também observada em outras ocasiões associadas com erupções do cometa no mês que antecedeu o periélio, quando a Rosetta estava a mais de 200 km do núcleo, mas cercada por uma grande quantidade de poeira.

"Vemos uma forte ligação entre a glicina e a poeira, sugerindo que foi provavelmente liberada juntamente com outros voláteis a partir dos mantos gelados dos grãos depois destes terem aquecido na coma," explica Kathrin.

A glicina transforma-se em gás apenas quando atinge temperaturas um pouco abaixo dos 150ºC, o que significa que é liberada a partir da superfície ou subsuperfície do cometa em poucas quantidades devido às baixas temperaturas. Isto explica o fato da Rosetta nem sempre a detectar.

"A glicina é o único aminoácido que se sabe conseguir formar-se sem água líquida, e o fato de que a vemos com moléculas precursoras e poeira sugere que é formada dentro dos grãos gelados de poeira interestelar ou pela irradiação ultravioleta do gelo, antes de se ligar e ficar conservada no cometa durante bilhões de anos," acrescenta Kahtrin.

Outra detecção emocionante feita pela Rosetta é a do fósforo, um elemento fundamental em todos os organismos vivos conhecidos. Por exemplo, encontra-se no quadro estrutural do DNA e nas membranas celulares, e é usado no transporte de energia química dentro das células para o metabolismo.

"Ainda há bastante incerteza sobre a química da Terra primitiva e é evidente que existe uma enorme lacuna evolutiva por preencher entre a entrega destes ingredientes através de impactos cometários e a origem da vida," afirma Hervé Cottin.

"Mas o ponto importante é que os cometas não mudaram muito em 4,5 bilhões de anos: eles dão-nos acesso direto a alguns dos ingredientes que provavelmente acabaram na sopa pré-biótica que eventualmente resultou na origem da vida na Terra."

"A variedade de moléculas orgânicas já identificadas pela Rosetta, a que agora se juntam as importantes confirmações de ingredientes fundamentais como a glicina e o fósforo, confirmam a nossa ideia de que os cometas têm potencial para entregar moléculas importantes da química pré-biótica," afirma Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.

"A demonstração de que os cometas são reservatórios de material pristino do Sistema Solar e veículos que podem ter transportado estes ingredientes vitais para a Terra, é um dos principais objetivos da missão Rosetta, e estamos muito satisfeitos com este resultado."

Um artigo sobre assunto foi publicado na revista Science Advances.

Fonte: ESA

sábado, 23 de abril de 2016

Cometas emitem raios X devido ao vento solar

Por milênios, as pessoas na Terra assistiram a passagem de cometas no céu. Muitas culturas antigas consideravam os cometas como os arautos da desgraça, mas hoje os cientistas sabem que os cometas são objetos congelados de poeira, gás e rocha; possivelmente  pode ter sido responsável pela entrega de água para planetas como a Terra à bilhões de anos atrás.

cometas ISON e PanSTARRS

© Chandra/DSS/Damian Peach (cometas ISON e PanSTARRS)

Enquanto cometas são inerentemente interessante, eles também podem fornecer informações sobre outros aspectos do nosso Sistema Solar. Mais especificamente, cometas podem ser utilizados como laboratórios para estudar o comportamento da corrente de partículas que flui para longe do Sol, conhecido como o vento solar.

Recentemente, os astrônomos anunciaram os resultados de um estudo usando dados coletados com o observatório de raios X Chandra da NASA de dois cometas: o ISON (C/2012 S1) e o PanSTARRS (C/2011 S4).

O Chandra observou estes dois cometas em 2013, quando ambos estavam relativamente perto da Terra, cerca de 145 milhões e 210 milhões de quilômetros para cometas ISON e PanSTARRS, respectivamente. Estes cometas chegaram no interior do Sistema Solar após uma longa viagem a partir da nuvem de Oort, uma enorme nuvem de corpos gelados que se estende muito além da órbita de Plutão.

Os gráficos mostram os dois cometas em imagens ópticas tomadas por um astrofotógrafo, Damian Peach, a partir do solo durante a aproximação dos cometas ao Sol que foram combinados com dados do Digitized Sky Survey (DSS) para dar um maior campo de visão. A tonalidade esverdeada do cometa ISON é atribuída a gases específicos, tais como cianogênio, que escapam do núcleo do cometa.

As inserções mostram os raios X detectados por Chandra de cada cometa. As diferentes formas da emissão de raios X (roxo) dos dois cometas indicam diferenças no vento solar nos momentos de observação e as atmosferas de cada cometa. O cometa ISON mostra uma forma parabólica bem desenvolvida, o que indica que o cometa tinha uma atmosfera gasosa densa. Por outro lado, o cometa Pan-Starrs tem uma névoa de raios X mais difusa, revelando uma atmosfera com menos gás e muito mais poeira.

Os cientistas determinaram que os cometas emitem raios X quando as partículas do vento solar atingem a atmosfera do cometa. Embora a maior parte das partículas do vento solar são átomos de hidrogênio e hélio, a emissão de raios X observado é de elementos mais pesados, tais como o carbono e o oxigênio. Esses átomos, que tiveram a maioria de seus elétrons arrancados, colidem com átomos neutros na atmosfera do cometa, num processo denominado de troca iônica. Depois do choque, um raio X é emitido com o elétron capturado se movendo para uma órbita mais interior.

Os dados do Chandra permitiu estimar a quantidade de carbono e nitrogênio no vento solar, encontrando valores que concordam com os derivados de forma independente usando outros instrumentos, como Advanced Composition Explorer (ACE) da NASA. Também foram obtidas novas medições da quantidade de neônio no vento solar.

O modelo detalhado desenvolvido para analisar os dados do Chandra sobre os cometas ISON e PanSTARRS demonstram o valor das observações de raios X para calcular a composição do vento solar. As mesmas técnicas podem ser utilizadas, juntamente com dados do Chandra, para investigar as interações do vento solar com outros cometas, planetas e do gás interestelar.

Fonte: Astronomy

quinta-feira, 21 de abril de 2016

O Cometa, a Coruja e a Galáxia

O cometa C/2014 S2 (PanSTARRS) posa nesta fotografia telescópica juntamente com objetos Messier, no dia 18 de abril deste ano.

cometa PanSTARRS, M97 e M108

© Bob Franke (cometa PanSTARRS, M97 e M108)

A imagem mostra um campo de visão de 1,5 graus amplo campo de visão com duas entradas bem conhecidas do famoso catálogo de Charles Messier elaborado no século XVIII.

O cometa está varrendo os céus do norte logo abaixo do asterismo do Big Dipper; o visitante está a uma distância aproximadamente de 18 minutos-luz da Terra e saindo do Sistema Solar interior. No canto superior direito da imagem, pode ser vista a galáxia espiral Messier 108, que está localizada a mais de 45 milhões de anos-luz de distância. Na parte inferior da imagem, pode ser vista a nebulosa planetária Messier 97 (Nebulosa da Coruja) que está somente cerca de 12 mil anos-luz de distância, porém dentro da Via Láctea. O cometa PanSTARRS retornará novamente ao Sistema Solar interior por volta do ano 4226.

Fonte: NASA

terça-feira, 12 de abril de 2016

Cometa LINEAR e o aglomerado globular M14

O cometa 252P/Linear tornou-se inesperadamente brilhante.

cometa 252P Linear

© José J. Chambó (cometa 252P/Linear)

Este cometa foi descoberto em 7 de abril de 2000 pela equipe do Projeto LINEAR, e redescoberto por J. V. Scotti em 9 de junho de 2011, sendo catalogado definitivamente como 252P/LINEAR.

Seu periélio ocorreu no dia 15 de março deste ano, localizado a 149,4 milhões de km do Sol. Entre os dias 28 e 30 de março, suspeitou-se que ocorreu uma fraca atividade meteórica associada a esse cometa, cujo provável radiante situava-se próximo à estrela mu Leporis, porém não foi observado nenhum meteoro associado a esse radiante.

O cometa 252P/Linear passou por um outburst de 100 vezes em apenas uma semana antes de passar apenas 14 distâncias lunares da Terra no mês passado.

O cometa foi captado por José J. Chambó no dia 5 de abril com cerca de magnitude 6, passando em frente do distante aglomerado globular M14 (NGC 6402). O cometa 252P/Linear pertence a um de um raro grupo de cometas que vagam entre a Terra e Júpiter a cada 5 anos. A evolução do cometa é desconhecida, mas as esperanças são altas que o astro continue a ser um bom objeto para binóculos até o fim do mês de abril.

Fonte: NASA

sábado, 19 de março de 2016

Cometa Linear e Grande Nuvem de Magalhães

Ostentando um brilho surpreendentemente, e uma linda coma verde, o cometa 252P/Linear aparece ao lado da Grande Nuvem de Magalhães nesta paisagem celeste.

cometa Linear e Grande Nuvem de Magalhães

© Justin Tilbrook (cometa Linear e Grande Nuvem de Magalhães)

As exposições que compõem esta imagem foram captadas em 16 de março deste ano em Penwortham, na Austrália do Sul. Reconhecido como um cometa periódico da família de Júpiter, o 252P/Linear passará perto de nosso planeta em 21 de março, quando estará a 5,3 milhões de quilômetros de distância, ou seja, cerca de 14 vezes a distância entre a Terra e a Lua. Este é um dos dois cometas que farão uma aproximação da Terra nos próximos dias,abordagens notavelmente perto nos próximos dias como um muito mais fraco, o cometa Pan-STARRS (P/2016 BA14) que passará a 3,5 milhões de quilômetros do nosso planeta (9 vezes a distância Terra-Lua) em 22 março deste ano. Os dois têm órbitas extremamente semelhantes, sugerindo que eles podem ter sido originalmente parte do mesmo cometa. Vagando rapidamente através do céu e por causa de sua proximidade com a Terra, ambos cometas em breve entrarão na região do hemisfério norte.

Fonte: NASA

terça-feira, 23 de fevereiro de 2016

Emissão de metanol em cometa

Uma equipe internacional de pesquisadores liderada por Martin Cordiner do Goddard Space Flight Center da NASA realizou medições de CH3OH (metanol) na emissão do cometa C/2012 K1 (PanSTARRS) que poderiam produzir informações valiosas sobre composições de cometas e fornecer discernimento sobre a formação nosso Sistema Solar.

cometa C2012 K1

© Mount Lemmon SkyCenter (cometa C/2012 K1)

Nas medições os pesquisadores utilizaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), localizado no deserto do Atacama, no Chile. O ALMA, graças à sua resolução sem precedentes e sensibilidade, já foi usado para estudar as distribuições de HCN (ácido cianídrico), HNC (ácido isocianídrico) e H2CO (formaldeído) no interior da coma dos cometas C/2012 F6 (Lemmon) e C/2012 S1 (ISON). Agora, foram obtidas novas informações sobre a distribuição e temperatura de metanol no interior da coma do cometa C/2012 K1 (PanSTARRS). As observações foram realizadas em 28 e 29 de junho de 2014, quando o cometa estava muito brilhante (magnitude 8,5), visível através de um pequeno telescópio e até mesmo binóculos, e relativamente perto da Terra a uma distância de quase 2 UA (unidades astronômicas).
Foram detectadas de 12 a 14 linhas de emissão de CH3OH por dia permitindo a derivação de perfis de temperatura para mais de 5.000 km do interior da coma.

O C/2012 K1 (PanSTARRS) é um cometa da nuvem de Oort, que foi descoberto em 17 de maio de 2012 através do telescópio PanSTARRS localizado na ilha de Maui, no Havaí. O cometa passou pelo periélio em 27 de agosto de 2014 a uma distância de 1,05 UA do Sol. Assim, o verão de 2014 ofereceu aos astrônomos uma grande chance de observar este planetesimal gelado em detalhe.
Os cometas são restos congelados da formação do Sistema Solar a cerca de 4,5 bilhões de anos atrás. Eles são relativamente intocados e, portanto, pode conter pistas para a formação do Sistema Solar. Encontrar um composto orgânico como o metanol em um cometa sugere que estes corpos gelados poderiam ter sido uma fonte de moléculas orgânicas complexas necessárias para a vida.
O metanol, devido à sua abundância em cometas e sua estrutura de nível de energia complexa é uma molécula facilmente detectável ​​para sondar a temperatura da coma cometária em comprimentos de onda de rádio e submilímetro. Observações do ALMA da emissão de metanol em comprimentos de onda em milímetro e submilímetro têm permitido realizar as primeiras medições 2-D instantâneos, espacialmente resolvidos das temperaturas rotacionais da coma. Foram detectadas grandes variações na temperatura rotacional do metanol no cometa C/2012 K1 (PanSTARRS) em distâncias de cerca de 1.000 km, provavelmente causadas por alterações na temperatura da coma, principalmente devido ao resfriamento adiabático e aquecimento por meio da irradiação solar.
Este estudo demonstra que as variações de temperatura espacial poderão ser consideradas quando decorrentes das abundâncias moleculares da coma a partir de dados de linhas espectrais.
Ainda há uma falta de compreensão sobre a estrutura física e química da coma de cometas perto do núcleo em distâncias menor que alguns milhares de quilômetros do núcleo. Mais observações de alta resolução e modelagem que poderiam produzir melhor informação sobre a física térmica da coma e excitação molecular auxiliando na determinação mais precisa da composição de cometas.

Fonte: Goddard Space Flight Center

terça-feira, 8 de dezembro de 2015

O cometa Catalina

O cometa C/2013 US10 Catalina foi descoberto em 31 de outubro de 2013 por R. A. Kowalski através do programa Catalina Sky Survey.

cometa Catalina

© Fritz Helmut Hemmerich (cometa Catalina)

É um objeto da nuvem de Oort distante, um enxame de corpos gelados em torno do Sistema Solar exterior, que é a fonte de muitos dos cometas observados. É a primeira incursão deste objeto no Sistema Solar, porque antes de ser perturbado e entrar na zona planetária, estima-se que por volta de 1950, seu período orbital era de vários milhões de anos. Depois de passar perto do Sol, ele será expulso. O cometa Catalina não é um cometa periódico, sendo que deverá deixar a região planetária por volta de 2050, quando será ejetado do Sistema Solar.
O cometa passou pelo periélio (maior aproximação do Sol) em 15 de novembro, quando estava a 0,82 UA do Sol (1 Unidade Astronômica é igual a distância média entre a Terra e o Sol, ou seja, aproximadamente 150 milhões de quilômetros), e atualmentepode ser observado antes do amanhecer no horizonte leste. O cometa Catalina emerge antes do surgimento do Sol, com cerca de magnitude 6, podendo ser visto com binóculos se a transparência do céu em baixas altitudes permitir, em regiões com o céu escuro e longe de poluição luminosa.
Durante os dias 7 e 8 de dezembro estará passando perto do brilhante planeta Vênus e da Lua, subindo um pouco de altura e movendo para o Norte. E para começar o ano, antes do amanhecer em 1 de Janeiro de 2016 estará localizado muito perto da estrela Arcturus em Bootes. Nesta ocasião, o cometa Catalina estará reduzindo sua altura e a observação no hemisfério Sul se tornará cada vez menos favorável.

localização do cometa Catalina

© Stellarium (localização do cometa Catalina)

A imagem acima mostra a localização do cometa Catalina em 8/12/2015 as 5:00 hs no horário de Brasília.
Apesar de não ser tão brilhante quanto as previsões iniciais, o cometa está ostentando uma cauda de poeira (canto inferior esquerdo) e uma cauda de íons (canto superior direito), tornando-se um objeto impressionante para binóculos e câmeras de longa exposição. A imagem acima foi tomada na semana passada a partir das ilhas Canárias, ao longo da costa noroeste da África. Entusiastas do céu ao redor do mundo certamente estarão acompanhando o cometa durante os próximos meses para ver sua evolução.
No dia 17 de dezembro o cometa Catalina cruzará o equador celeste, o que o tornará um objeto também do hemisfério Norte a partir dessa data. Sua máxima aproximação com a Terra (perigeu) acontecerá no dia 17 de janeiro de 2016, quando ele chegará a apenas 0,72 UA do nosso planeta.

Fonte: NASA

quarta-feira, 25 de novembro de 2015

Detectado gases de carbono em cometas

Após o seu lançamento em 2009, a sonda NEOWISE da NASA já observou 163 cometas durante a missão primária WISE/NEOWISE.

cometa Christensen

© NASA/JPL-Caltech (cometa Christensen)

A imagem acima mostra uma visão expandida do cometa C/2006 W3 (Christensen). A sonda WISE observou este cometa em 20 de abril de 2010, viajando através da constelação de Sagitário.

Esta amostra do telescópio espacial representa a maior pesquisa infravermelha de cometas já feitas até o momento. Os dados desta pesquisa estão dando uma nova ideia sobre a poeira, o tamanho dos núcleos do cometa, e a taxa de produção dos gases difíceis de serem observados como dióxido de carbono e monóxido de carbono.

O monóxido de carbono (CO) e o dióxido de carbono (CO2) são moléculas comuns encontradas no ambiente do início  do Sistema Solar, e nos cometas. Na maior parte das circunstâncias, a sublimação do gelo de água provavelmente guia a atividade nos cometas quando eles chegam perto do Sol, mas em distâncias maiores e em temperaturas mais frias, outras moléculas como o CO e o CO2 podem ser os principais condutores. O dióxido e o monóxido de carbono são moléculas difíceis de serem detectadas da Terra, devido a abundância dessas moléculas na própria atmosfera terrestre que podem obscurecer o sinal. A sonda NEOWISE vaga além da atmosfera da Terra, fazendo essas medidas dos gases emitidos pelos cometas possíveis.

“Esta é a primeira vez que nós observamos esta grande evidência estatística do monóxido de carbono obtida enquanto o gás do cometa é emitido quando ele está mais distante do Sol,” disse James Bauer, pesquisador da missão NEOWISE do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia. “Emitindo o que é provavelmente monóxido de carbono além de 4 UA (Unidades Astronômicas), ou seja, 600 milhões de quilômetros, isto nos mostra que os cometas podem ter guardado a maior parte dos gases quando eles se formaram, e ficaram ali guardados por bilhões de anos. A maioria dos cometas que nós observamos ativos além das 4 UA, são cometas de períodos longos, cometas com períodos orbitais maiores que 200 anos que gastam a maior parte da sua vida além da órbita de Netuno.”

Enquanto que a quantidade de monóxido de carbono e dióxido de carbono aumentam com relação à poeira quando o cometa chega mais perto do Sol, a porcentagem desses dois gases, quando comparados a outros gases voláteis, diminui.

“Quando eles chegam mais perto do Sol, esses cometas parecem produzir uma quantidade prodigiosa de dióxido de carbono,” disse Bauer. “Na média os cometas amostrados pela NEOWISE expelem dióxido de carbono suficiente para fornecer uma bolha poderosa para milhares de latas de refrigerante por segundo.”

Os resultados do censo do NEOWISE dos cometas foram recentemente publicados no Astrophysical Journal.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

sexta-feira, 30 de outubro de 2015

Detectado oxigênio molecular em cometa

A Rosetta da ESA fez a primeira deteção da liberação de oxigênio molecular de um cometa, uma observação surpreendente que sugere que foram incorporadas no cometa durante a sua formação.

cometa Churyumov–Gerasimenko

© ESA/Rosetta/NavCam (cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko)

Esta fotografia do cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko obtida pela câmara de navegação da Rosetta foi obtida no dia 18 de outubro de 2015 a uma distância de 312,7 km do centro do cometa. A imagem tem uma resolução de 26,6 m/pixel e abrange 27,3 km de comprimento.

A Rosetta estuda o cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko há mais de um ano e detectou uma abundância de diferentes gases liberados pelo seu núcleo. Vapor de água, monóxido de carbono e dióxido de carbono são os mais abundantes, com uma rica variedade de espécies portadoras de nitrogênio, enxofre e carbono, e até mesmo "gases nobres".

O oxigênio é o terceiro elemento mais abundante do Universo, mas a versão molecular mais simples do gás (O2) tem sido surpreendentemente difícil de rastrear, mesmo até em nuvens de formação estelar, porque é altamente reativo e é facilmente quebrado para ligar-se com outros átomos e moléculas.

Por exemplo, os átomos de oxigênio combinam-se com os átomos de hidrogênio em grãos frios de poeira para formar água, ou uma separação livre do O2, graças à radiação ultravioleta, pode ser recombinado com uma molécula de O2 para formar ozônio (O3).

Apesar da sua detecção nas luas geladas de Júpiter e Saturno, o O2 tem estado desaparecido do inventário de espécies voláteis associadas com cometas.

"Nós não estávamos realmente à espera de detectar O2 no cometa, e com esta alta abundância, porque é tão quimicamente reativo, por isso foi uma surpresa," afirma Kathrin Altwegg da Universidade de Berna e pesquisadora principal do instrumento ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) da Rosetta.

"É também inesperada porque não existem muitos exemplos da detecção de O2 interestelar. E, portanto, mesmo que tivesse sido incorporado no cometa durante a sua formação, este não é facilmente explicado pelos modelos atuais de formação do Sistema Solar."

gráfico indicando a presença de oxigênio molecular

© ESA/A. Bieler (gráfico indicando a presença de oxigênio molecular)

O gráfico acima mostra as medições de alta resolução que permitiram com que o oxigênio molecular (O2) fosse distinguido de outras espécies como enxofre (S) e metano (CH3OH).

A equipe analisou mais de 3.000 amostras recolhidas em torno do cometa entre setembro de 2014 e março de 2015, a fim de identificar o O2. Eles determinaram uma abundância de 1 a 10% em relação ao H2O, com um valor médio de 3,80 ± 0,85%, uma ordem de magnitude superior ao previsto pelos modelos que descrevem a química das nuvens moleculares.

A quantidade de oxigênio molecular detectado mostra uma forte relação com a quantidade de água medida num dado momento, sugerindo que a sua origem no núcleo e o mecanismo de liberação estão ligados. Por outro lado, a quantidade de O2 visto está fracamente correlacionado com o monóxido de carbono e o nitrogênio molecular, mesmo que tenham uma volatilidade semelhante ao O2. Além disso, ainda não foi detectado ozônio.

Durante o período de estudo de seis meses, a Rosetta estava em direção ao Sol ao longo da sua trajetória, e orbitava tão perto quanto 10 a 30 km do núcleo do cometa. Apesar da distância cada vez menor ao Sol, a taxa O2/H2O manteve-se constante ao longo do tempo, e também não se alterou com a longitude ou latitude da Rosetta sobre o cometa.

Em mais detalhe, a relação O2/H2O foi diminuindo para abundâncias elevadas de H2O, uma observação que pode ser influenciada por água gelada à superfície produzida no processo diário de sublimação-condensação.

Foram exploradas as possibilidades para explicar a presença e a consistentemente alta abundância de O2 e a sua relação com a água, bem como a falta de ozônio, ao início considerando a fotólise e radiólise da água gelada durante várias escalas de tempo.

Na fotólise, os fótons quebram as ligações entre as moléculas, enquanto a radiólise envolve fótons mais energéticos ou elétrons e íons velozes que depositam energia no gelo e ionizam moléculas, um processo observado nas luas geladas do Sistema Solar exterior e nos anéis de Saturno. Qualquer um dos processos pode, em princípio, levar à formação e liberação de oxigênio molecular.

A radiólise deve ter operado durante os bilhões de anos que o cometa passou no Cinturão de Kuiper e levado à acumulação de O2 até poucos metros de profundidade. Mas estas camadas superiores têm que ter sido removidas desde que o cometa se deslocou para a sua órbita mais interior no Sistema Solar, excluindo-a como a fonte do O2 visto hoje.

Uma produção mais recente de O2, via radiólise e fotólise, pelas partículas do vento solar e fótons ultravioletas, só deve ter ocorrido nos primeiros micrômetros da superfície do cometa.

"Mas se esta era a fonte primária do O2, então seria de esperar que víssemos uma diminuição na proporção de O2/H2O pois esta camada foi removida durante o período de tempo de seis meses das nossas observações," afirma Andre Bieler da Universida de Michigan.

"A geração instantânea de O2 também parece improvável, já que deverá levar a proporções variáveis de O2 sob diferentes condições de iluminação. Ao invés, parece mais provável que o O2 primordial foi, de alguma forma, incorporado nos gelos do cometa durante a sua formação e está hoje sendo liberado com o vapor de água."

Num cenário, o O2 gasoso seria, em primeiro lugar, incorporado na água gelada durante o início da fase de nebulosa protossolar do nosso Sistema Solar. Os modelos químicos dos discos protoplanetários preveem que as altas abundâncias do O2 gasoso poderiam estar disponíveis na zona de formação do cometa, mas que seria necessário um rápido arrefecimento de temperaturas acima dos -173ºC até menos de -243ºC para formar água gelada com O2 capturado nos grãos de poeira. Os grãos teriam, então, de ser incorporados no cometa sem serem alterados quimicamente.

"Outras possibilidades incluem: a formação do Sistema Solar numa parte excepcionalmente quente de uma nuvem molecular, com temperaturas 10 a 20ºC acima dos cerca de -263ºC esperados normalmente para estas nuvens," comenta Ewine van Dishoeck do Observatório de Leiden, nos Países Baixos.

"Isto é ainda consistente com as estimativas para as condições de formação de cometas na nebulosa solar exterior, e também com as conclusões anteriores do cometa da Rosetta em relação à baixa abundância de N2."

Alternativamente, a radiólise dos grãos gelados de poeira pode ter ocorrido antes da acreção do cometa num corpo maior. Neste caso, o O2 permaneceria preso nos espaços vazios da água gelada nos grãos, enquanto o hidrogênio era difundido para fora, impedindo a reformação de O2 à água e resultando num aumento de estabilidade do nível de O2 no gelo sólido.

A incorporação de tais grãos de gelo dentro do núcleo pode explicar a forte correlação observada com o H2O no cometa de hoje.

"Independentemente do modo como foi produzido, o O2 foi também de alguma forma protegido durante o estágio de acreção do cometa: isto pode ter acontecido para evitar a destruição do O2 por outras reações químicas," acrescenta Kathrin.

"Este é um resultado intrigante para os estudos, tanto dentro como fora da comunidade cometária, com possíveis implicações para os nossos modelos da evolução do Sistema Solar," afirma Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.

Um artigo que descreve os resultados foi publicado na revista Nature.

Fonte: ESA

terça-feira, 27 de outubro de 2015

Descoberto etanol no cometa Lovejoy

De acordo com novas observações, o cometa Lovejoy fez jus ao seu nome graças à liberação de grandes quantidades de álcool, bem como um tipo de açúcar, para o espaço.

cometa Lovejoy

© Velimir Popov (cometa Lovejoy)

A descoberta marca a primeira vez que álcool etílico (ou etanol), o mesmo tipo presente nas bebidas alcoólicas, é encontrado num cometa. A descoberta reforça a evidência de que os cometas podem ter sido uma fonte de moléculas orgânicas complexas necessárias para o aparecimento da vida.

"Descobrimos que o cometa Lovejoy liberava álcool equivalente a pelo menos 500 garrafas de vinho por segundo durante o seu pico de atividade," afirma Nicolas Biver do Observatório de Paris, na França. Foram encontradas 21 moléculas orgânicas diferentes no gás do cometa, incluindo álcool etílico (C2H5OH) e glicoaldeído (CH2OHCHO).

Os cometas são os remanescentes gelados da formação do nosso Sistema Solar. São de interesse porque permaneceram relativamente intocados e, portanto, contêm pistas sobre a origem do Sistema Solar. A maioria orbita nas zonas frígidas bem longe do Sol. No entanto, ocasionalmente, uma perturbação gravitacional envia um cometa para mais perto do Sol, onde aquece e liberta gases, permitindo a determinação de sua composição.

O cometa Lovejoy (formalmente catalogado como C/2014 Q2) foi um dos cometas mais brilhantes e ativos desde o cometa Hale-Bopp em 1997. O Lovejoy passou pelo periélio no dia 30 de janeiro de 2015, quando liberava água a uma taxa de 20 toneladas por segundo. Nesta ocasião, o cometa era mais brilhante e mais ativo. Foi observado um brilho em micro-ondas oriundo do cometa usando o radiotelescópio de 30 metros em Pico Veleta nas montanhas da Sierra Nevada, na Espanha.

A luz solar energiza moléculas na atmosfera do cometa, fazendo com que brilhem em frequências de micro-ondas específicas (se as micro-ondas fossem visíveis, frequências diferentes seriam vistas como cores diferentes). Cada tipo de molécula brilha a frequências específicas, permitindo identificá-las com detectores no telescópio. O equipamento avançado foi capaz de analisar uma vasta gama de frequências simultaneamente e e possibilitou determinar os tipos e quantidades de muitas moléculas diferentes no cometa, apesar do curto período de observação.

Alguns pesquisadores pensam que os impactos de cometas na Terra antiga forneceram moléculas orgânicas que podem ter ajudado à origem da vida. A descoberta de moléculas orgânicas complexas no Lovejoy e outros cometas dá suporte a esta hipótese.

"O resultado promove definitivamente a ideia que os cometas transportam química muito complexa," afirma Stefanie Milam do Goddard Space Flight Center da NASA. "Durante o Último Grande Bombardeamento, há cerca de 3,8 bilhões de anos, quando muitos cometas e asteroides atingiam a Terra e esta estava formando os primeiros oceanos, a vida não começou com apenas moléculas simples como água, monóxido de carbono e azoto. Ao invés, a vida teve algo muito mais sofisticado ao nível molecular. Estamos encontrando moléculas com vários átomos de carbono. Podemos ver onde os açúcares começaram a formar-se, bem como compostos orgânicos mais complexos, tais como aminoácidos, os blocos de construção das proteínas, ou nucleobases, os blocos de construção do DNA. Estes podem formar-se muito mais facilmente do que começando com moléculas com apenas dois ou três átomos."

Em julho, a Agência Espacial Europeia (ESA) anunciou que o módulo de aterrissagem Philae, do orbitador Rosetta ao redor do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, havia detectado 16 compostos orgânicos enquanto descia e saltava sobre a superfície do cometa. Alguns destes compostos desempenharam funções essenciais na fabricação de aminoácidos, nucleobases e açúcares a partir de moléculas mais simples.

Os cometas preservam material da nuvem antiga de gás e poeira que deu origem ao Sistema Solar. As supernovas e os ventos de estrelas gigantes vermelhas, perto do fim das suas vidas, produzem vastas nuvens de gás e poeira. Os sistemas solares nascem quando as ondas de choque dos ventos estelares e outras supernovas próximas comprimem e concentram uma nuvem de material estelar expelido até que grupos densos nessa nuvem começam a colapsar sob a sua própria gravidade, formando uma nova geração de estrelas e planetas.

Estas nuvens contêm inúmeros grãos de poeira. O dióxido de carbono, água e outros gases formam uma camada de gelo sobre a superfície destes grãos, assim como se forma geada nas janelas dos carros durante as noites frias e úmidas. A radiação no espaço alimenta as reações químicas nesta camada de gelo para produzir moléculas orgânicas complexas. Os grãos de gelo tornam-se incorporados nos cometas e asteroides, alguns dos quais impactam planetas jovens como a Terra primitiva, entregando moléculas orgânicas contidas dentro deles.

"O próximo passo é ver se o material orgânico encontrado nos cometas veio da nuvem primordial que formou o Sistema Solar ou se foi fabricado mais tarde, dentro do disco protoplanetário que rodeava o jovem Sol," afirma Dominique Bockelée-Morvan do Observatório de Paris.

Um artigo sobre a descoberta foi publicado na revista Science Advances.

Fonte: NASA