FOGO-DE-ARTIFÍCIO DE VERÃO NO COMETA DA ROSETTA
27 de setembro de 2016
Compilação das explosões mais brilhantes vistas no Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko pela câmara de navegação OSIRIS da Rosetta entre julho e setembro de 2015.
Crédito: OSIRIS - ESA/Rosetta/MPS para Equipa OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA; NavCam: ESA/Rosetta/NavCam
(clique na imagem para ver versão maior)
Explosões breves mas poderosas vistas no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, no ano passado, durante o seu período mais ativo, foram rastreadas de volta às suas origens na superfície.
Nos três meses centrados em torno da aproximação mais adjacente do cometa ao Sol, a 13 de agosto de 2015, as câmaras da Rosetta capturaram 34 explosões.
Estes eventos violentos foram para além de jatos regulares e fluxos de material observados a fluir do núcleo do cometa. O último interruptor contínuo com repetibilidade de um relógio de uma rotação do cometa para a seguinte, sincronizou com o nascer e pôr-do-Sol.
Por outro lado, as explosões são muito mais brilhantes do que a dos habituais jatos - projeções de poeira súbitas, breves e de alta velocidade. Elas são tipicamente vistas apenas numa única imagem, indicando que têm uma vida útil mais curta do que o intervalo entre as imagens - tipicamente 5-30 minutos.
Pensa-se que numa explosão típica são libertadas, naqueles poucos minutos, 60-260 toneladas de material.
Em média, as explosões ao redor da abordagem mais próxima do Sol ocorreram uma vez a cada 30 horas - cerca de 2,4 rotações do cometa. Com base na aparência do fluxo de poeira, podem ser divididas em três categorias.
Um tipo está associado com um jato longo, estreito que se estende para longe do núcleo, enquanto o segundo envolve uma base ampla e larga que se expande mais lateralmente. A terceira categoria é um híbrido complexo dos outros dois tipos.
"Como qualquer projeção é de curta duração e apenas capturada numa imagem, não podemos dizer se foi fotografada logo após a explosão ter começado ou mais tarde no processo", observa Jean-Baptiste Vincent, autor principal do artigo publicado na revista Monthly Notices of the Astronomical Society.
"Assim, não podemos dizer se esses três tipos de 'formatos' em pluma correspondem a diferentes mecanismos, ou apenas a diferentes etapas de um único processo.
"Mas se apenas um processo está envolvido, em seguida, a sequência evolutiva lógica é que um jato de pó estreito e longo é inicialmente ejetado a alta velocidade, muito provavelmente de um espaço confinado.
"Em seguida, à medida que a superfície em torno do ponto de saída é modificada, uma fração maior de material fresco fica exposto, alargando a 'base' em pluma.
"Finalmente, quando a região da fonte fica de tal forma alterada que já não é capaz de suportar mais o jato estreito, apenas uma pluma ampla sobrevive."
A outra questão-chave é como essas explosões são acionadas.
A equipa descobriu que pouco mais de metade dos eventos ocorreu em regiões correspondentes ao início da manhã, quando o Sol começou a aquecer a superfície, depois de muitas horas na escuridão.
Pensa-se que a rápida mudança na temperatura local desencadeia tensões térmicas à superfície que poderiam levar a uma fratura repentina e exposição de material volátil. Este material aquece rapidamente e vaporiza explosivamente.
Os outros eventos ocorreram após o meio-dia local - após iluminação de algumas horas.
Essas explosões são atribuídas a uma causa diferente, onde o calor acumulado atinge bolsos contendo 'voláteis' enterrados sob a superfície, mais uma vez causando um súbito aquecimento e uma explosão.
"O facto de termos claramente explosões da manhã e ao meio-dia aponta para pelo menos duas maneiras diferentes de desencadear uma explosão", diz Jean-Baptiste.
Mas é também possível que ainda outra causa esteja envolvida nalgumas explosões.
"Descobrimos que a maioria das explosões parece ter origem nas fronteiras regionais do cometa, lugares onde há mudanças na textura ou topografia do terreno local, tais como penhascos íngremes, buracos ou nichos", acrescenta Jean-Baptiste.
Com efeito, o facto de existirem pedras e outros detritos em torno das regiões identificadas como as fontes das explosões confirma que estas áreas são particularmente suscetíveis à erosão.
Enquanto se pensa que as superfícies das falésias em corrosão lenta sejam responsáveis por algumas das características dos jatos normais e de longa duração, uma borda de um penhasco enfraquecido pode também, de repente, entrar em colapso a qualquer momento, dia ou noite. Este colapso iria revelar quantidades substanciais de material fresco e poderia levar a uma explosão, mesmo quando a região não está exposta à luz solar.
Pelo menos um dos eventos estudados ocorreu num local que se encontrava na escuridão e pode estar relacionado com o colapso de uma falésia.
"Estudar o cometa durante um longo período de tempo deu-nos a oportunidade de olhar para a diferença entre a atividade 'normal' e explosões de curta duração, e como estas explosões podem ser desencadeadas", diz Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.
"Estudar como estes fenómenos variam consoante o cometa progride ao longo da sua órbita em torno do Sol dá-nos uma nova visão de como os cometas evoluem durante as suas vidas."
Como detetar a diferença entre atividade "normal" de fundo e os eventos transitórios de curta duração no Cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko. Os fluxos regulares de material podem ser vistos a sair do núcleo do cometa, ligando-se e desligando-se com repetibilidade de rotação cometária para rotação cometária, nascendo de manhã e desvanecendo à noite. O par de imagens visto aqui foi obtido a horas quase idênticas nos dias 9 e 10 de agosto de 2015, às 12:09 GMT e 00:23 GMT, respetivamente (o período de rotação do cometa, nesta altura, era de 12 horas, 18 minutos e 10 segundos), e as mesmas características podem ser vistas facilmente.
Por outro lado, os eventos explosivos são caracterizados por uma libertação repentina e curta de poeira; são mais brilhantes do que os jatos habituais e viajam muito mais depressa. São também tipicamente observados apenas uma vez, indicando que têm uma vida útil muito mais curta do que a velocidade com que as imagens foram captadas. Para o trio de imagens vistas neste gráfico, obtidas no dia 12 de agosto de 2015, as imagens estavam separadas por 30 minutos, com o evento capturado mais proeminente no centro da imagem (e apenas uma ténue atividade nas imagens "antes" e "depois").
Dos eventos explosivos transitórios, três tipos de jatos foram identificados. Os do Tipo A são definidos por um jato obviamente colimado que se prolonga para bem longe do núcleo - por vezes até para fora do campo de visão da imagem - e é muito mais brilhante do que a atividade de fundo. Foram captados três exemplos em diferentes dias e a partir de locais diferentes.
As explosões do Tipo B são identificadas por uma pluma larga com uma base ampla que se espalham muito mais lateralmente do que os jatos do Tipo A. Mais uma vez, foram fotografados três exemplos em dias diferentes e a partir de locais diferentes.
O Tipo C descreve um híbrido complexo entre os Tipos A e B, combinando tanto uma característica estreita como uma larga.
Crédito: OSIRIS - ESA/Rosetta/MPS para Equipa OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA; NavCam: ESA/Rosetta/NavCam
(clique na imagem para ver versão maior)
Locais das explosões de verão observadas pela OSIRIS (pontos azuis) e pela NavCam (pontos vermelhos) da Rosetta entre julho e setembro de 2015, sobrepostas num mapa regional do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. As inserções destacam a topografia e o terreno para uma seleção de explosões (note que alguns dos locais podem ser vistos em múltiplas inserções a partir de ângulos diferentes).
Muitas explosões ocorrem em limites distintos, por exemplo, ao longo de "terraços" entre Anuket e Sobek (centro superior); em poços e nichos em Maftet e Wosret (canto superior direito); e ao longo do limite entre Anhur e Aker (cantos inferiores direito e esquerdo). Anhur em particular é fracamente consolidado e mostra uma variedade de nichos, alcovas, pedregulhos e detritos que indicam que esta região é suscetível a colapsos, levando à exposição de materiais ricos em voláteis que provocam explosões.
No sentido horário, as imagens foram captadas pela câmara OSIRIS no dia 1 de maio de 2016 a uma distância de 18 km; 27 de janeiro de 2016 a 76 km; 2 de maio de 2016 a 18 km; e 23 de janeiro a 76 km, respetivamente.
OSIRIS - ESA/Rosetta/MPS para Equipa OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
(clique na imagem para ver versão maior)
Grande parte da atividade regular do cometa pode ser ligada de volta à contínua erosão das paredes de penhascos que são inicialmente fraturadas pela erosão térmica ou mecânica. Estas fraturas propagam-se para a mistura de gelo e poeira por baixo. À medida que o gelo sublima, os gases escapam através das fraturas, agindo um pouco como bocais que focam os fluxos gasosos e concentram poeira ao longo do caminho para criar os jatos distintamente colimados observados nas imagens da Rosetta. As fraturas continuadas, o aquecimento e a sublimação eventualmente levam à queda súbita da parede do penhasco - a fonte provável dos eventos explosivos mais transitórios. Ao mesmo tempo, os detritos que caem para a base do penhasco também expõem material previamente escondido, contribuindo para o fluxo observado.
Crédito: Baseado em J.-B. Vincent et al (2015)
(clique na imagem para ver versão maior)
