30/06/17 - DIA DO ASTEROIDE - OBSERVAÇÃO NOTURNA
20:30 - Palestra e sessão de observação às estrelas comemorativa do dia do asteroide. No dia em que se comemora o Dia Internacional do Asteroide, promovido pela ONU, o Centro Ciência Viva do Algarve promove uma palestra com observação astronómica noturna com telescópio para toda a Família (dependente de meteorologia favorável). Este evento encontra-se inserido na Noite Europeia dos Investigadores e é completamente gratuito mediante inscrição.
Local: CCVAlg
Pré-inscrição: siga este link
Telefone: 289 890 920
E-mail: info@ccvalg.pt

Dia 13/06: 164.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1831 nascia James Clerk Maxwell, físico escocês que formulou uma série de equações que descrevem a eletricidade, magnetismo e ótica como manifestações do mesmo fenómeno, nomeadamente, o campo eletromagnético.
Em 1983 a sonda Pioneer 10 torna-se o primeiro artefacto humano a abandonar o sistema planetário solar, quando passa para lá da órbita de Neptuno (o planeta mais longínquo do Sol na altura).

Em 2010, a cápsula da sonda Hayabusa, contendo partículas do asteroide 25143 Itokawa, regressa à Terra.
Observações: Trânsito da sombra de Europa, entre as 00:21 e as 02:56.
Ocultação de Io, entre as 19:34 e as 21:51.

Dia 14/06: 165.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1627, nascia Johann Abraham Ihle, astrónomo amador alemão que descobriu o primeiro enxame globular, M22, no dia 26 de agosto de 1665, enquanto observava Saturno em Sagitário.
Em 1949, Albert II, um macaco-rhesus, viaja a bordo de um foguetão V2, até uma altitude de 134 km, tornando-se por isso no primeiro macaco no espaço.
Em 1962, a ESRO (European Space Research Organisation) é fundada em Paris - mais tarde tornando-se na ESA (European Space Agency). 
Em 1967 era lançada a Mariner 5 (EUA): missão de voo rasante por Vénus (3.900 km a 19 de outubro de 1967).
Em 1975, lançamento da Venera 10, uma sonda soviética com destino Vénus.

Chegou ao planeta no dia 25 de outubro de 1975. O módulo de aterragem transmitiu imagens a preto e branco da superfície venusiana. 
Em 2002, o asteroide 2002 MN falha a Terra por 121.000 km, aproximadamente um-terço da distância entre a Terra e a Lua.
Em 2015, a supernova ASASSN-15lh é vista por dois telescópios operados pelo ASASSN (All Sky Automated Survey for SuperNovae) e torna-se o caso mais extremo, até agora, de uma supernova superluminosa.
Observações: Saturno está perto da oposição. Por volta desta data, durante alguns dias, os anéis de Saturno tornam-se um pouco mais brilhantes do que o normal em relação ao globo de Saturno, um fenómeno chamado efeito de Seeliger. É provocado pela dispersão de luz solar das partícuilas dos anéis, na direção do Sol (e, atualmente, da Terra).
Eclipse de Ganimedes, entre as 21:19 e as 00:03 (já de dia 15).

Dia 15/06: 166.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 763 AC, os assírios registam um eclipse solar que é mais tarde usado para corrigir a cronologia da história da Mesopotâmia.
Em 2000, cientistas descobrem açúcar no espaço.

A descoberta da molécula de açúcar, glicoaldeído, numa nuvem gigante de gás e poeira perto do centro da nossa Via Láctea, foi feita por cientistas usando o telescópio de 12 metros de Kitt Peak, no Arizona.
Observações: Saturno em oposição, pelas 11:00. Aproveite para o observar telescopicamente esta noite.

Contagem mais recente de exoplanetas conhecidos: 3610 exoplanetas em 2704 sistemas planetários (610 destes são sistemas multiplanetários).

Esta impressão de artista apareceu na capa da edição de 23 de fevereiro de 2017 da revista Nature, anunciando que a estrela TRAPPIST-1, uma anã vermelha ultrafria, tem em órbita sete planetas do tamanho da Terra. Qualquer um destes planetas pode ter água líquida. Os planetas mais distantes têm, mais provavelmente, grandes quantidades de gelo, especialmente na face oposta à estrela. Crédito: NASA/JPL-Caltech (clique na imagem para ver versão maior)

Astrónomos da Universidade de Amesterdão forneceram uma explicação para a formação do sistema planetário TRAPPIST-1. O sistema tem sete planetas tão grandes quanto a Terra que orbitam muito perto da sua estrela hospedeira. O ponto crucial, de acordo com os investigadores da Holanda, é a linha onde o gelo se torna em água. Perto dessa linha de neve, as rochas que vaguearam a partir das regiões mais longínquas receberam uma porção adicional de água e aglomeraram-se para formar protoplanetas. O artigo com o modelo foi aceite para publicação na revista Astronomy & Astrophysics.

Em fevereiro de 2017, uma equipa internacional de astrónomos anunciou a descoberta de um sistema com sete exoplanetas em redor de uma pequena estrela, TRAPPIST-1. O grande número de planetas relativamente grandes, em órbita tão íntima de uma estrela pequena, veio contra as teorias vigentes da formação planetária. Os investigadores da Universidade de Amesterdão desenvolveram agora um modelo que explica as origens do sistema planetário.

Até agora, existiam duas teorias principais para a formação de planetas. A primeira teoria assume que os planetas são formados mais ou menos nas posições onde se encontram. Com TRAPPIST-1, isso é improvável porque o disco a partir do qual os planetas se formam deveria ter sido muito denso. A segunda teoria assume que um planeta se forma muito mais longe no disco e, depois, migra para dentro. Esta teoria também causa problemas ao sistema TRAPPIST-1 pois não explica porque é que os planetas são praticamente todos do tamanho da Terra.

Esta impressão artística mostra a vista da superfície de um dos planetas do sistema TRAPPIST-1. Há pelo menos sete planetas que orbitam esta estrela anã superfria situada a 40 anos-luz da Terra e todos eles têm aproximadamente o mesmo tamanho da Terra. Vários destes planetas encontram-se à distância certa da sua estrela para poderem ter água líquida à superfície. Crédito: ESO/N. Bartmann/spaceengine.org (clique na imagem para ver versão maior)

Migração de seixos

Agora, os cientistas de Amesterdão desenvolveram um modelo onde são os seixos que migram em vez de planetas inteiros. O modelo começa com rochas que flutuam a partir das regiões mais distantes da estrela. Estes seixos são constituídos principalmente por gelo. Quando chegam perto da chamada linha de neve, o ponto quente o suficiente para a água se tornar líquida, recebem uma porção adicional de vapor de água para processar. Como resultado, aglomeram-se para formar um protoplaneta. Em seguida, o protoplaneta move-se um pouco mais perto da estrela. No caminho, "suga" mais rochas como um aspirador até que alcança o tamanho da Terra. O planeta move-se então um pouco mais e abre espaço para a formação do próximo planeta.

O ponto crucial, de acordo com os investigadores, é a aglomeração de rochas perto da linha de neve. Ao atravessarem a linha de neve, os seixos perdem o seu conteúdo gelado. Mas essa água é reutilizada pela seguinte "carga" de rochas que viaja desde as regiões mais externas do disco de poeira. No sistema TRAPPIST-1, este processo foi repetido até formar sete planetas.

Modelo da linha de neve

O líder da investigação, Chris Ormel da Universidade de Amesterdão, comentou: "Para nós, TRAPPIST-1 e os seus sete planetas surgiram como uma bem-vinda surpresa. Temos vindo a trabalhar na agregação e "varredura" de planetas há já algum tempo e também estávamos a desenvolver um novo modelo da linha de neve. Graças à descoberta de TRAPPIST-1 podemos comparar o nosso modelo com a realidade." Num futuro próximo, os cientistas de Amesterdão querem refinar o seu modelo. Irão executar simulações de computador para ver como o modelo se comporta sob condições iniciais diferentes.

Os investigadores ainda esperam alguma discussão entre colegas. O modelo é bastante revolucionário porque as rochas viajam da região externa do disco, até à linha de neve, sem muita atividade pelo meio. Ormel acrescenta: "Espero que o nosso modelo ajude a responder à questão de quão único é o nosso próprio Sistema Solar em comparação com outros sistemas planetários."

Links:

Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
23/05/2017 - Astrónomos confirmam detalhes orbitais do planeta menos compreendido de TRAPPIST-1
02/05/2017 - Sistema solar recém-descoberto pode "semear" vida entre exoplanetas
28/02/2017 - Planetas do tamanho da Terra: a geração mais recente e estranha
24/02/2017 - Anã ultrafria e os sete planetas
10/02/2017 - NASA descobre que planetas de anãs vermelhas podem perder oxigénio nas zonas habitáveis
28/10/2016 - Preferencialmente, planetas do tamanho da Terra com muita água
16/09/2016 - Conheça a estrela, conheça o planeta 
22/07/2016 - Hubble faz o primeiro estudo atmosférico de exoplanetas do tamanho da Terra
03/05/2016 - Três mundos potencialmente habitáveis em torno de uma estrela anã muito fria

Notícias relacionadas:
Universidade de Amesterdão (comunicado de imprensa)
Astronomy & Astrophysics
Artigo científico (arXiv.org)
Astronomy
PHYSORG
engadget

TRAPPIST-1:
Wikipedia
Open Exoplanet Catalogue
TRAPPIST-1b (Wikipedia)
TRAPPIST-1b (Exoplanet.eu) 
TRAPPIST-1c (Wikipedia) 
TRAPPIST-1c (Exoplanet.eu)
TRAPPIST-1d (Wikipedia)
TRAPPIST-1d (Exoplanet.eu)
TRAPPIST-1e (Wikipedia)
TRAPPIST-1e (Exoplanet.eu)
TRAPPIST-1f (Wikipedia)
TRAPPIST-1f (Exoplanet.eu)
TRAPPIST-1g (Wikipedia)
TRAPPIST-1g (Exoplanet.eu)
TRAPPIST-1h (Wikipedia)
TRAPPIST-1h (Exoplanet.eu)

Discos protoplanetários:
Wikipedia

Planetas extrasolares:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
PlanetQuest
Enciclopédia dos Planetas Extrasolares

Nesta coleção de imagens obtidas pelo Hubble, a anã branca Stein 2051B passa pela estrela mais pequena. Mas Stein 2051B está a 17 anos-luz de distância da Terra; a estrela de fundo a 5000 anos-luz. Crédito: NASA, ESA e K. Sahu (STScI) (clique na imagem para ver versão maior)

Os astrónomos usaram a visão nítida do Telescópio Espacial Hubble da NASA para repetir um teste centenário da teoria geral da relatividade de Einstein. A equipa do Hubble mediu a massa de uma anã branca, o remanescente queimado de uma estrela normal, vendo quanto desvia a luz de uma estrela de fundo.

Esta observação assinala a primeira vez que o Hubble testemunhou este tipo de efeito produzido por uma estrela. Os dados fornecem uma estimativa sólida da massa da anã branca e informações sobre as teorias da estrutura e composição da estrela moribunda.

Proposta pela primeira vez em 1915, a teoria geral da relatividade de Einstein descreve como os objetos massivos distorcem o espaço, que nós sentimos como gravidade. A teoria foi verificada experimentalmente quatro anos mais tarde quando uma equipa liderada pelo astrónomo britânico Sir Arthur Eddington mediu quanto a gravidade do Sol distorcia a imagem de uma estrela de fundo à medida que a sua luz roçava a nossa estrela durante um eclipse solar, um efeito chamado microlente gravitacional.

Os astrónomos podem usar este efeito para ver imagens ampliadas de galáxias distantes ou, mais de perto, para medir minúsculas mudanças na posição aparente de uma estrela no céu. Os investigadores, no entanto, tiveram de esperar um século para construir telescópios poderosos o suficiente detetar este fenómeno de deformação gravitacional provocada por uma estrela fora do nosso Sistema Solar. A quantidade de deformação é tão pequena que apenas o poderoso Hubble foi capaz de a medir.

O Hubble observou a vizinha anã branca Stein 2051B quando passava em frente de uma estrela de fundo. Durante o alinhamento próximo, a gravidade da anã branca deformou o trajeto da luz da estrela distante, fazendo com que se desviasse cerca de 2 milissegundos de arco da sua posição atual. Este desvio é tão minúsculo que é o equivalente a observar uma formiga a andar por cima de uma moeda a cerca de 2400 km de distância.

Esta ilustração revela como a gravidade de uma anã branca deforma o espaço e desvia a luz de uma distante estrela por trás. O Telescópio Espacial Hubble captou imagens da estrela moribunda, chamada Stein 2051B, enquanto passava em frente de uma estrela de fundo. Durante o alinhamento íntimo, Stein 2051B desviou a luz estelar, da sua posição real, por aproximadamente 2 milissegundos de arco. Crédito: NASA, ESA e A. Feild (STScI) (clique na imagem para ver versão maior)

Usando a medição do desvio, os astrónomos do Hubble calcularam que a massa da anã branca é equivalente a aproximadamente 68% da massa do Sol. Este resultado está de acordo com as previsões teóricas.

A técnica abre uma janela de um novo método para determinar a massa de uma estrela. Normalmente, caso uma estrela tenha uma companheira, os astrónomos podem determinar a sua massa medindo o movimento orbital do sistema duplo. Embora Stein 2051B tenha uma companheira, uma brilhante anã vermelha, os astrónomos não podem medir a sua massa porque as estrelas estão demasiado distantes uma da outra. As estrelas estão separadas, pelo menos, por 8 mil milhões de quilómetros - praticamente o dobro da distância entre Plutão e o Sol.

"Este método de microlente é uma maneira muito independente e direta de determinar a massa de uma estrela," explicou Kailash Sahu do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland. "É como colocar a estrela numa balança: a deformação é análoga ao movimento da agulha na balança."

A análise do Hubble também ajudou os astrónomos a verificar, de forma independente, a teoria de que o raio de uma anã branca é determinado pela sua massa, uma ideia proposta em 1935 pelo astrónomo indiano-americano Subrahmanyan Chandrasekhar. "A nossa medição é uma boa confirmação da teoria e até nos divulga a composição interna de uma anã branca," comenta o membro da equipa Howard Bond, da Universidade Estatal da Pensilvânia em University Park.

A equipa de Sahu identificou Stein 2051B e a sua estrela de fundo depois de vasculharem dados de mais de 5000 alvos num catálogo de estrelas próximas que parecem mover-se rapidamente pelo céu. Estrelas com um movimento aparente mais alto têm mais hipóteses de passar em frente de uma distante estrela de fundo, onde o desvio da luz pode ser medido.

Depois de identificarem Stein 2051B e mapearem o campo estelar de fundo, os cientistas usaram o instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble para observar a anã branca sete vezes ao longo de um período de dois anos, enquanto passava pela estrela de fundo escolhida.

As observações do Hubble foram complexas e demoradas. A equipa de investigação teve que analisar a velocidade e a direção do movimento da anã branca a fim de prever quando alcançaria a posição em que desviaria a luz estelar, para que os astrónomos pudessem aí observar o fenómeno com o Hubble.

Os astrónomos também tiveram que medir a minúscula quantidade de luz estelar desviada. "Stein 2051B aparece 400 vezes mais brilhante do que a distante estrela de fundo," comenta o membro da equipa Jay Anderson, do STScI, que liderou a análise para medir com precisão as posições das estrelas nas imagens do Hubble. "Assim que a medição de um desvio extremamente pequeno é como tentar ver um pirilampo a mover-se perto de uma lâmpada acesa. O movimento do inseto é muito pequeno, e o brilho da luz torna difícil a observação desse movimento. De facto, o ligeiro desvio é cerca de 1000 vezes mais pequeno do que a medição feita por Eddington na sua experiência de 1919."

Stein 2051B tem o nome do seu descobridor, o astrónomo e padre católico holandês Johan Stein. Encontra-se a 17 anos-luz da Terra e tem uma idade estimada em cerca de 2,7 mil milhões de anos. A estrela de fundo está a mais ou menos 5000 anos-luz de distância.

Os investigadores planeiam usar o Hubble para levar a cabo um estudo similar do efeito de microlente com Proxima Centauri, a mais próxima vizinha estelar do nosso Sistema Solar.

Os resultados da equipa foram publicados dia 9 de junho na revista Science.

Links:

Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Universidade de Embry-Riddle (comunicado de imprensa)
Artigo na Science
Artigo na Science - 2
Artigo científico - 2 (arXiv.org)
Astrónomos medem a massa de uma estrela - graças a Einstein (Science Magazina via YouTube)
Nova confirmação da relatividade geral de Einstein (EmbryRiddleUniv via YouTube)
Hubblesite
Science
Nature
SPACE.com
Universe Today
EurekAlert!
ScienceDaily
Discover
New Scientist
Science alert
PHYSORG
National Geographic
Reuters
Forbes
The Verge
Gizmodo
ars technica

Stein 2051:
Wikipedia

Anãs brancas:
Wikipedia
NASA

Microlentes gravitacionais:
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
STScI
SpaceTelescope.org
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais

Imagem obtida no dia 15 de maio de 2016 pela câmara de navegação da Rosetta, a cerca de 9,9 km do centro do núcleo do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. A escala da superfície ronda os 0,8 m/pixel e a imagem abrange mais ou menos 1,5 km de comprimento. À direita pode ser vista parte do pequeno lóbulo do cometa e uma porção do lóbulo grande à esquerda. Estas observações foram realizadas ao longo de um período de 3 semanas, no qual a Rosetta passou muito perto do núcleo em busca de xénon, um importante constituinte da composição primordial do Sistema Solar. A mistura de xénon, encontrada no cometa, é muito parecida com a mistura primordial que os cientistas pensam ter sido trazida para o nosso planeta durante os estágios iniciais da formação do Sistema Solar. Estas medições sugerem que os cometas contribuíram com cerca de um-quinto do xénon presente na atmosfera primitiva da Terra. Crédito: ESA/Rosetta/NavCam (clique na imagem para ver versão maior)

A desafiante descoberta, pela missão Rosetta da ESA, de vários isótopos de gás nobre xénon no Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko estabeleceu o primeiro elo quantitativo entre o cometa e a atmosfera da Terra. A mistura de xénon encontrada no cometa é muito parecida com U-xénon, a mistura primordial que os cientistas acreditam ter sido trazida para a Terra durante os estágios iniciais da formação do Sistema Solar. Essas medições sugerem que os cometas contribuíram com cerca de um-quinto da quantidade de xénon na antiga atmosfera da Terra.

Xénon - um gás incolor e inodoro que compõe menos de um bilionésimo do volume da atmosfera da Terra - pode conter a chave para responder a uma pergunta de longa data sobre os cometas: contribuíram estes para a transferência de material para o nosso planeta quando o Sistema Solar estava a tomar forma, há cerca de 4,6 mil milhões de anos atrás? E, em caso afirmativo, quanto?

O gás nobre xénon é formado numa variedade de processos estelares, desde as fases tardias de estrelas de massa baixa e intermédia, até explosões de supernovas, e até fusões de estrelas de neutrões. Cada um desses fenómenos dá origem a diferentes isótopos do elemento. Como um gás nobre, o xénon não interage com outras espécies químicas e, portanto, é um importante vestígio do material a partir do qual o Sol e os planetas se originaram e que, por sua vez, deriva de gerações de estrelas anteriores.

"O xénon é o gás nobre estável mais pesado e, talvez, o mais importante por causa dos seus muitos isótopos que se originam em diferentes processos estelares: cada um fornece uma informação adicional sobre as nossas origens cósmicas", diz Bernard Marty da CRPG-CNRS e Universidade de Lorraine, França. Bernard é o principal autor de um artigo que relata a descoberta de xénon pela sonda Rosetta no Cometa 67P/C-G, que foi publicado a semana passada na revista Science.

É por causa desta "impressão digital" especial que os cientistas têm usado o xénon para investigar a composição do Sistema Solar inicial, que fornece pistas importantes para compelir a sua formação. Ao longo das últimas décadas, recolheram amostras da abundância relativa dos seus vários isótopos em diferentes locais: na atmosfera da Terra e de Marte, nos meteoritos provenientes de asteroides, em Júpiter e no vento solar - o fluxo de partículas carregadas que fluem do Sol.

A mistura de isótopos do gás nobre xénon detetada pela missão Rosetta da ESA no Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, em comparação com a mistura de xénon medida noutras regiões do Sistema Solar. Todas as abundâncias são normalizadas relativamente à abundância observada no vento solar, o fluxo de partículas carregadas oriundas do Sol (linha amarela). A mistura de xénon medida nos meteoritos condritos que veio dos asteroides (linha cinzenta) é bastante similar com aquela encontrada no vento solar, enquanto a presenta na atmosfera do nosso planeta (linha azul) contém uma abundância maior de isótopos mais pesados em relação aos mais leves. No entanto, a última é resultado de os elementos mais leves escaparem da atração gravitacional da Terra mais facilmente e serem perdidos para o espaço em maiores quantidades. Ao corrigirem a composição atmosférica do xénon no que toca a este efeito de escape, os cientistas calcularam, na década de 1970, a composição da mistura primordial deste gás nobre, conhecido como U-xénon, presente na Terra. Este U-xénon continha uma mistura de isótopos leves parecida com a dos asteroides e do vento solar, mas incluía quantidades significativamente mais pequenas dos isótopos mais pesados. As observações da Rosetta revelaram que a mistura de xénon no Cometa 67P/C-G (linha e pontos pretos) contém maiores quantidades de isótopos leves do que pesados, assim que é bastante diferente da mistura média encontrada no Sistema Solar. Uma comparação com a amostra de calibração a bordo (dados azuis) confirmou que o xénon detetado no cometa é também diferente da mistura atual na atmosfera da Terra. Em contraste, a composição do xénon detetado no cometa parece estar mais perto da composição que os cientistas atribuem à atmosfera primitiva da Terra. As medições da Rosetta, do xénon no Cometa 67P/C-G, sugerem que os cometas contribuíram cerca de um-quinto da quantidade de xénon na atmosfera primitiva da Terra. Também indicam que a nuvem protossolar a partir da qual o Sol, os planetas e os corpos mais pequenos nasceram, era um local não homogéneo em termos da sua composição química. Crédito: dados de B. Marty et al., 2017 (clique na imagem para ver versão maior)

A mistura de xénon presente na atmosfera do nosso planeta contém uma maior abundância de isótopos mais pesados em relação aos mais leves; no entanto, isto resulta de o fato dos elementos mais leves escaparem mais facilmente da atração gravitacional da Terra e sendo perdidos para o espaço em maiores quantidades. Ao corrigir a composição atmosférica do xénon para esse efeito desenfreado, os cientistas na década de 1970 calcularam a composição da mistura primordial deste gás nobre, conhecido como U-xénon, que já estava presente na Terra.

Este U-xénon continha uma mistura de isótopos leves similar à dos asteroides e do vento solar, mas incluiu quantidades significativamente menores dos isótopos mais pesados.

"Por estas razões, há muito que suspeitamos que o xénon na atmosfera inicial da Terra poderia ter uma origem diferente da mistura média deste gás nobre encontrado no Sistema Solar", diz Bernard.

Uma das explicações é que o xénon no Sistema Solar deriva diretamente da nuvem protossolar, uma massa de gás e poeira que deu origem ao Sol e aos planetas, enquanto o xénon encontrado na atmosfera terrestre foi entregue num estágio posterior por cometas que, por sua vez, se podem ter formado a partir de uma mistura de material diferente.

Com a visita da missão Rosetta da ESA ao Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, um fóssil gelado do Sistema Solar inicial, os cientistas poderiam finalmente reunir os dados, há muito procurados, para testar essa hipótese.

Impressão de artista da nuvem protossolar, uma massa de gás e poeira que deu origem ao Sol e aos planetas há 4,6 mil milhões de anos. As observações do gás nobre xénon, realizadas pela missão Rosetta da ESA no Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, revelaram que a mistura de isótopos encontrada no cometa assemelha-se de perto com U-xénon, a mistura primordial que os cientistas pensam ter sido trazida para a Terra durante os estágios iniciais da formação do Sistema Solar. Em contraste, a mistura deste gás, no cometa, é bastante diferente da mistura de isótopos de xénon encontrada em meteoritos oriundos de asteroides e do vento solar - o fluxo de partículas carregadas que flui do Sol. As medições da Rosetta, do xénon no Cometa 67P/C-G, sugerem que os cometas contribuíram cerca de um-quinto da quantidade de xénon na atmosfera primitiva da Terra. Também indicam que a nuvem protossolar a partir da qual o Sol, os planetas e os corpos mais pequenos nasceram, era um local não homogéneo em termos da sua composição química. Crédito: ESA (clique na imagem para ver versão maior)

"A pesquisa de xénon no cometa foi uma das medições mais cruciais e desafiadoras que realizamos com a Rosetta", diz Kathrin Altwegg, da Universidade de Berna, Suíça, investigadora principal do ROSINA, o Espectrómetro da Sonda Rosetta para Análise de Iões e Neutrões, que foi utilizado para este estudo.

O xénon é muito difuso na atmosfera fina do cometa, então a equipa de navegação teve que voar a Rosetta muito perto – entre 5 a 8 km da superfície do núcleo - por um período de três semanas, para que o ROSINA pudesse obter uma deteção significativa de todos os isótopos relevantes.

Voar tão perto do cometa foi extremamente difícil, por causa da grande quantidade de poeira que se levantava à superfície na altura, o que poderia confundir os rastreadores de estrelas que eram usados para orientar a nave espacial.

Eventualmente, a equipa da Rosetta decidiu realizar esta operação na segunda metade de maio de 2016. Esse período foi escolhido como um meio-termo, de modo que teria passado o tempo suficiente após o periélio do cometa, em agosto de 2015, e para que a atividade do pó fosse menos intensa, mas não demasiado de modo que a atmosfera fosse excessivamente fina e a presença de xénon difícil de detetar.

Como resultado das observações, o ROSINA identificou sete isótopos de xénon, bem como vários isótopos de outro gás nobre, o crípton; elevando assim para três o inventário de gases nobres encontrados no cometa da Rosetta, após a descoberta de árgon, a partir de medições realizadas no final de 2014.

"Estas medições exigiram um longo período dedicado exclusivamente para o ROSINA, e teria sido muito dececionante se não tivéssemos detetado xénon no Cometa 67P/CG, por isso, fico feliz por termos conseguido detetar tantos isótopos," acrescenta Kathrin.

Uma análise mais aprofundada dos dados revelou que a mistura de xénon no Cometa 67P/C-G, que contém quantidades maiores de isótopos leves do que pesados, é bastante diferente da mistura média encontrada no Sistema Solar. Uma comparação com a amostra de calibração a bordo confirmou que o xénon detetado no cometa também é diferente da mistura atual na atmosfera da Terra.

Em contraste, a composição do xénon detetada no cometa parece estar mais próxima da composição que os cientistas pensam estar presente na atmosfera inicial da Terra.

"Este é um resultado muito emocionante, porque é a primeira descoberta de um candidato para a hipótese do U-xénon”, explica Bernard.

"Existem algumas discrepâncias entre as duas composições, que indicam que o xénon primordial fornecido ao nosso planeta, poderia derivar de uma combinação de cometas e asteroides impactantes."

Em particular, Bernard e seus colegas conseguiram estabelecer o primeiro elo quantitativo entre os cometas e a camada gasosa do planeta: com base nas medições da Rosetta no Cometa 67P/CG, 22 por cento do xénon, outrora presente na atmosfera da Terra, pode ser originário de cometas - o resto terá sido fornecido por asteroides.

Este resultado não está em contradição com as medições isotópicas da água no cometa da Rosetta, que eram significativamente diferentes daquelas encontradas na Terra. De facto, considerando os vestígios de xénon na atmosfera da Terra e a quantidade de água muito maior nos oceanos, os cometas poderiam ter contribuído para o xénon atmosférico sem ter um impacto significativo na composição da água nos oceanos.

A contribuição deduzida das medições de xénon, por outro lado, concorda com a possibilidade de que os cometas tenham sido transportadores significativos de material pré-biótico - como o fósforo e o aminoácido glicina, que também foram detetados pela Rosetta no cometa - que era crucial para o aparecimento da vida na Terra.

A composição dos isótopos do gás nobre xénon na composição primordial, conhecida como U-xénon, que os cientistas pensam estar presente na atmosfera primitiva da Terra (dados azuis). Este U-xénon continha uma mistura de isótopos leves similar à do vento solar (linha amarela), mas incluía quantidades significativamente mais pequenas de isótopos mais pesados. A mistura de xénon detetada pela missão Rosetta da ESA, no Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, parece ser mais parecida com a do U-xénon do que a da composição média encontrada no vento solar. Esta é a primeira descoberta de um candidato à teorizada composição do U-xénon. Os cientistas pensam que o xénon primitivo, entregue ao nosso planeta, pode derivar de uma combinação de cometas e asteroides impactantes (dados cinzentos), que os cometas contribuíram com cerca de 22%. Esta combinação também tem em conta o excesso de um isótopo de xénon em particular, 129-Xe, observado na atmosfera da Terra (dados pretos). As medições da Rosetta, do xénon no Cometa 67P/C-G, sugerem que os cometas contribuíram cerca de um-quinto da quantidade de xénon na atmosfera primitiva da Terra. Também indicam que a nuvem protossolar a partir da qual o Sol, os planetas e os corpos mais pequenos nasceram, era um local não homogéneo em termos da sua composição química. Crédito: dados de B. Marty et al., 2017 (clique na imagem para ver versão maior)

Finalmente, a diferença entre a mistura de xénon encontrado no cometa - que foi incorporado no núcleo no momento da sua formação – e o xénon observado por todo o Sistema Solar indica que a nuvem protossolar, a partir da qual o Sol, os planetas e pequenos corpos nasceram, era um lugar bastante heterogéneo em termos da sua composição química.

"Esta conclusão está de acordo com medições anteriores realizadas pela Rosetta, incluindo as deteções inesperadas de oxigénio molecular (O2) e di-enxofre (S2), e a alta relação deutério-hidrogénio observada na água do cometa", acrescenta Kathrin.

A evidência adicional da natureza não homogénea da nuvem protossolar veio também de um outro estudo baseado em observações do ROSINA, publicado em maio na Astronomy & Astrophysics, e que revelou que a mistura de isótopos de silício observados no cometa é diferente daquela medida noutro local no Solar Sistema.

"Como antecipámos no ano passado, agora que as operações da missão acabaram, as equipas podem concentrar-se na ciência", diz Matt Taylor, Cientista do Projeto Rosetta da ESA.

"A análise detalhada realizada neste trabalho, com base em operações especialmente desenhadas, aborda um dos principais objetivos científicos da missão: encontrar pistas quantitativas que se vinculem à formação e evolução precoce do nosso planeta e do Sistema Solar."

Links:

Cobertura da missão Rosetta pelo Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
24/03/2017 - Antes e depois: mudanças únicas no cometa da Rosetta
24/03/2017 - O desmoronamento de um penhasco revela o interior do Cometa 67P/C-G
16/12/2016 - Últimas palavras da Rosetta: ciência que desce até um cometa
22/11/2016 - Surpresas geladas no cometa da Rosetta
15/11/2016 - Forma do Cometa 67P/C-G é bastante mais jovem do que se pensava
04/10/2016 - Missão concluída: viagem da Rosetta termina com uma ousada descida ao cometa
27/09/2016 - Fogo-de-artifício de verão no cometa da Rosetta
13/09/2016 - A descida da Rosetta até ao cometa
06/09/2016 - Philae foi encontrado!
02/09/2016 - Imagiologia da pequena poeira do cometa em 3D
02/08/2016 - Como os cometas nascem
01/07/2016 - Ajuste final da Rosetta para 30 de setembro
31/05/2016 - Cometa da Rosetta contém ingredientes da vida
12/04/2016 - O cometa que muda de cor
16/02/2016 - Philae enfrenta hibernação eterna
15/01/2016 - Confirma-se que gelo exposto à superfície do cometa da Rosetta é água
03/11/2015 - Resultados da missão Rosetta antes do periélio
30/10/2015 - Primeira deteção de oxigénio molecular num cometa
06/10/2015 - Rosetta espia o lado escuro do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko
29/09/2015 - Cometa da Rosetta é um binário de contacto
25/09/2015 - Rosetta revela ciclo de água do Cometa 67P/C-G
14/08/2015 - O grande dia da Rosetta ao Sol
11/08/2015 - "Fogos de artifício" cometários antes do periélio
07/08/2015 - Há um ano que a Rosetta orbita o Cometa 67P/C-G
04/08/2015 - Ciência à superfície do Cometa 67P/C-G
03/07/2015 - Depressões no Cometa 67P/C-G produzem jatos
26/06/2015 - Água gelada exposta, detetada à superfície do Cometa 67P/C-G
19/06/2015 - Despertar do Philae desencadeia intenso esforço de planeamento
16/06/2015 - O módulo de aterragem da Rosetta, Philae, acordou
12/06/2015 - Equipa da Rosetta avista brilho que poderá ser módulo desaparecido
05/06/2015 - Estudo ultravioleta revela surpresas na cabeleira de cometa
17/04/2015 - Rosetta e Philae descobrem que cometa não é magnetizado
24/03/2015 - Sonda Rosetra faz a primeira deteção de nitrogénio molecular num cometa
06/02/2015 - Rosetta "mergulha" para encontro íntimo
27/01/2015 - Rosetta observa cometa a largar o seu revestimento de poeira
23/01/2015 - Dando a conhecer o cometa da Rosetta
12/12/2014 - Rosetta alimenta debate sobre origem dos oceanos da Terra
28/11/2014 - Onde diabos pousou o Philae?
21/11/2014 - Primeiros resultados científicos do Philae
18/11/2014 - Philae completa missão principal antes de hibernar
14/11/2014 - Philae poisa no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko
11/11/2014 - Como aterrar num cometa
07/11/2014 - Adeus "J", olá Agilkia
28/10/2014 - O "perfume" do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko
17/10/2014 - ESA confirma local de aterragem do Philae
30/09/2014 - Philae com aterragem prevista para 12 de Novembro
16/09/2014 - Está escolhido o local de aterragem do Philae
26/08/2014 - Onde é que o Philae vai aterrar?
08/08/2014 - A nave Rosetta chega ao seu cometa de destino
05/08/2014 - Sonda Rosetta chega a cometa esta semana
01/04/2014 - Philae está acordado!
17/01/2014 - O despertador mais importante do Sistema Solar
13/07/2010 - Rosetta triunfa no asteróide Lutetia
13/11/2009 - Será que o "flyby" da Rosetta indica uma nova física exótica? 
06/11/2009 - Rosetta faz último "flyby" pela Terra a 13 de Novembro 
06/09/2008 - Rosetta passa por Steins: um diamante no céu 
03/09/2008 - Contagem decrescente para "flyby" por asteróide 
28/02/2007 - A semana dos "flybys" 
01/06/2004 - Primeira observação científica da Rosetta 
12/03/2004 - Escolhidos os dois asteróides para aproximação da Rosetta 
09/03/2004 - Sonda Rosetta finalmente lançada

Notícias relacionadas:
ESA (comunicado de imprensa)
Universidade de Berna (comunicado de imprensa)
Science - Marty, B., et al.
Astronomy & Astrophysics - M. Rubin et al.
Artigo científico de M. Rubin et al. (arXiv.org)
SPACE.com
New Scientist
EurekAlert!
COSMOS
Science alert
Space Daily
Gizmodo

Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko:
Wikipedia
ESA

Sonda Rosetta:
ESA
Blog da Rosetta - ESA
NASA
Twitter
Facebook
Wikipedia