ANTES E DEPOIS: MUDANÇAS ÚNICAS NO COMETA DA ROSETTA
24 de março de 2017
Um conjunto de diferentes mudanças identificadas em imagens de alta resolução do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko durante mais de dois anos de estudo pela sonda Rosetta da ESA.
As posições aproximadas de cada característica estão marcadas na imagem central para efeitos de contexto. Também estão indicadas as datas do "antes" e "depois". Note que a orientação e resolução entre pares de imagens pode variar, portanto, para efeitos de ajuda a interpretar as imagens, em cada par existem setas que apontam para a localização das mudanças.
Crédito: topo, centro - ESA/Rosetta/NAVCAM; todas as outras: ESA/Rosetta/MPS para Equipa OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
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Fraturas crescentes, penhascos em colapso, pedras rolantes e material em movimento enterrando algumas características na superfície do cometa enquanto exumam outras, estão entre as mudanças notáveis documentadas durante a missão da Rosetta.
Um estudo publicado na Science resume os tipos de alterações superficiais observadas durante os dois anos da Rosetta no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Podem observar-se diferenças notáveis antes e após o período mais ativo do cometa - o periélio - à medida que este atingia o seu ponto mais próximo ao Sol, ao longo da sua órbita.
"Monitorizar o cometa continuamente à medida que este atravessava o Sistema Solar interior deu-nos uma visão sem precedentes, não apenas sobre como os cometas mudam quando viajam perto do Sol, mas também sobre a rapidez com que essas mudanças ocorrem", diz Ramy El-Maarry, líder do estudo.
As mudanças, que foram fenómenos transitórios únicos ou que ocorreram por períodos mais longos, estão ligadas a diferentes processos geológicos: intempérie in situ e erosão, sublimação da água em forma de gelo e tensões mecânicas resultantes da rotação do cometa.
A intempérie in situ ocorre por todo o cometa, onde os materiais consolidados estão enfraquecidos – tais como ciclos de aquecimento e arrefecimento em escalas diárias ou sazonais – causando a sua fragmentação. Combinado com o aquecimento de gelo subterrâneo que levam a saídas de gás, isso pode resultar no colapso súbito de paredes de penhascos, evidência que é aparente em vários locais no cometa.
Acredita-se que um processo completamente diferente seja responsável pela fratura de 500 m de comprimento observada em agosto de 2014, que atravessa o pescoço do cometa na região de Anuket, e que se verificou ter-se estendido em cerca de 30 m até dezembro de 2014. Isso está relacionado com a taxa de rotação crescente do cometa no percurso até o periélio.
Além disso, nas imagens obtidas em junho de 2016, uma nova fratura com cerca de 150-300 m de comprimento foi identificada paralelamente à fratura original.
Perto das fraturas, uma rocha de 4 m de largura foi movida cerca de 15 m, conforme determinado pela comparação das imagens obtidas em março de 2015 e junho de 2016. Não está claro se a extensão da fratura e o movimento da rocha estão relacionados entre si ou se foram causados por diferentes processos.
Verificou-se que uma rocha substancialmente maior, de cerca de 30 m de largura e pesando 12.800 toneladas, se deslocou uns impressionantes 140 m na região de Khonsu, no maior dos dois lobos do cometa.
Pensa-se que a rocha se moveu durante o período do periélio, uma vez que vários eventos explosivos foram detetados perto da sua posição original. O movimento pode ter sido desencadeado de uma de duas maneiras: ou o material em que assentava se desgastou, permitindo que rolasse encosta abaixo, ou uma poderosa explosão poderia tê-la levado diretamente para o novo local.
Também se pensa que a erosão provocada pela sublimação de material, e o depósito de poeira que cai destes eventos explosivos, sejam responsáveis pela mudança da paisagem de várias maneiras, quer desenterrando superfícies anteriormente escondidas, quer depositando material noutros lugares.
Por exemplo, observou-se que as escarpas em várias planícies recuaram dezenas de metros e a um ritmo até alguns metros por dia em torno do periélio.
"Os recuos das escarpas já tinham sido observados no Cometa Tempel 1, inferidas pela comparação de imagens obtidas durante 'flybys' do cometa pela sonda Deep Impact da NASA 2005, e pela Stardust-NExT em 2011, salienta Ramy. "O que fomos capazes de fazer com a Rosetta foi monitorizar mudanças semelhantes continuamente, e a uma maior resolução.
"As nossas observações, adicionalmente, dizem-nos que o recuo das escarpas parece ser um processo comum em cometas, especificamente em depósitos de aparência suave."
Além disso, nas planícies lisas de Imhotep, características circulares anteriormente escondidas, juntamente com pequenos pedregulhos, foram expostas pela remoção de material.
Num local, foi removida uma profundidade de cerca de três metros, muito provavelmente através da sublimação de gelos por baixo.
Também foram observadas alterações na região do pescoço, perto das ondulações distintas comparadas a dunas de areia da Terra quando identificadas pela primeira vez. O monitoramento detalhado das formações onduladas mostrou que este local também tinha características circulares em expansão, no material macio que atingiu diâmetros de 100 m em menos de três meses. Estas desapareceram subsequentemente para dar origem a novos conjuntos de ondulações.
Os cientistas especulam que o desenvolvimento repetido destas características únicas, no mesmo local, deve estar ligado com a estrutura curva da região do pescoço, que dirige o fluxo de gás sublimador de uma maneira particular.
Outro tipo de mudança é o desenvolvimento de características parecidas com favos de mel observadas nos terrenos empoeirados da região Ma'at, no pequeno lóbulo do cometa no hemisfério norte, marcado por um aumento da rugosidade da superfície nos seis meses que antecederam o periélio.
Semelhantes a outras mudanças sazonais, estas características desvaneceram substancialmente após o periélio, presumivelmente como resultado de ressurgimento pela deposição de novas partículas expelidas do hemisfério sul durante este período ativo.
Os cientistas também observam que, embora tenham ocorrido muitas mudanças localizadas em pequena escala, não ocorreram grandes eventos de mudanças que alteraram significativamente a aparência geral do cometa. As observações terrestres ao longo das últimas décadas sugerem níveis semelhantes de atividade durante cada periélio, por isso pensam que as principais formas de relevo vistas durante a missão da Rosetta foram esculpidas durante uma configuração orbital diferente.
"Uma possibilidade poderá ser que as passagens anteriores pelo periélio eram muito mais ativas, talvez quando o cometa possuía um inventário muito maior de materiais voláteis no seu passado," especula Ramy.
"Esta documentação de mudanças ao longo do tempo foi um dos principais objetivos da missão Rosetta, e mostra que a superfície dos cometas é geologicamente ativa, tanto em escalas de tempo sazonais como em escalas de tempo transitórias e curtas," conclui Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.
Perto das fraturas identificadas em Anuket, um pedregulho com 4 metros foi movido cerca de 15 metros, como determinado pela comparação de imagens obtidas em fevereiro de 2015 e junho de 2016 (topo à direita para as duas primeiras imagens). Não se sabe se a extensão da fratura e o movimento do pedregulho estão relacionados ou se são provocados por processos diferentes. O par também mostra uma secção do sistema de fraturas onde a propagação é mais evidente (indicado pelas setas à esquerda e do meio).
A imagem de baixo mostra uma ampliação da fratura recém-identificada que se formou paralelamente à fratura principal. A seta horizontal indica a extensão de 150 metros da fratura, e as setas à direita podem indicar uma extensão adicional de outros 150 metros.
As imagens foram obtidas pela câmara OSIRIS da Rosetta no dia 14 de fevereiro de 2015 (topo), no dia 15 de junho de 2016 (meio) e no dia 6 de junho de 2016 (baixo), com resoluções de 0,3 m/pixel, 0,5 m/pixel e 0,5 m/pixel, respetivamente.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para Equipa OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
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Um pedregulho com 30 metros e 12.800 toneladas moveu-se 140 metros na região Khonsu do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, antes do periélio em agosto de 2015, quando a atividade cometária esta no seu pico. Em ambas as imagens, uma seta aponta para o pedregulho; na imagem da direita, o círculo pontilhado esboça, para referência, a posição original do pedregulho.
O movimento pode ter sido despoletado numa de duas maneiras: ou o material onde assentava foi erodido, permitindo com que rolasse terreno abaixo, ou um evento explosivo com força suficiente o levantou diretamente para a nova localização. De facto, durante o periélio foram detetados vários eventos perto da posição original do pedregulho.
As imagens foram captadas pela câmara OSIRIS da Rosetta nos dias 2 de maio de 2015 (esquerda) e 7 de fevereiro de 2016 (direita), com resoluções de 2,3 m/pixel e 0,8 m/pixel, respetivamente.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para Equipa OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
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Evidências de erosão na região Imhotep, onde material macio foi removido, exibindo características anteriormente enterradas, como por exemplos as características circulares indicadas na imagem do meio. A seta de cima aponta para um pedregulho quase completamente coberto em novembro de 2014 mas que, tal como as características circulares, foi exumado. A ampliação à direita mostra a rocha em mais detalhe. Tem uma altura de quase 4 m; as análises sugerem que a extensão vertial da erosão, neste local em particular, deverá ter excedido os 3 m.
As imagens foram obtidas pela câmara OSIRIS da Rosetta nos dias 22 de novembro de 2014 (esquerda), 10 de fevereiro de 2016 (meio) e 25 de maio de 2016 (direita), com resoluções, de 0,5 m/pixel, 0,9 m/pixel e 0,1 m/pixel, respetivamente.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para Equipa OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
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Características parecidas com dunas, identificadas ao início da missão da Rosetta na região do pescoço do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, evoluíram ao longo de mais de dois anos de estudo (primeira e última imagem). Além disso, várias características circulares parecidas com escarpas desenvolveram-se e desvaneceram com o passar do tempo (conjunto central de imagens). As características circulares atingiram um diâmetro de 100 m em menos de três meses antes de desvanecer subsequentemente outra vez, dando origem a um novo conjunto de ondulações. Pensa-se que o desenvolvimento repetido destas características únicas, no mesmo local, esteja ligado à estrutura curva da região do pescoço, que redireciona o fluxo do gás sublimador de uma maneira em particular.
As setas apontam para a posição aproximada das características onduladas e das escarpas, a fim de ajudar a guiar o olho entre imagens quando a orientação e a resolução muda.
As imagens foram obtidas pela câmara OSIRIS da Rosetta nos dias 5 de setembro de 2014 (esquerda), 25 de abril de 2015 (centro, no topo à esquerda), 10 de maio de 2015 (centro, no topo à direita), 11 de julho de 2015 (centro, em baixo à esquerda), 20 de dezembro de 2015 (centro, em baixo à direita) e 7 de junho de 2016 (direita). A resolução das imagens é de 0,8, 1,6, 2,4, 2,9, 1,7 e 0,5 m/pixel, respetivamente.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para Equipa OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
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Uma área lisa na região Ma'at do pequeno lóculo do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko que se tornou mais rugoso em textura antes do periélio de agosto de 2015, criando as estruturas parecidas com favos de mel indicadas. Meses depois do periélio, estas características haviam desaparecido, presumivelmente devido ao depósito de novo material provavelmente expelido do ativo hemisfério sul.
As imagens foram obtidas pela câmara OSIRIS da Rosetta nos dias 20 de setembro de 2014 (esquerda), 28 de março de 2015 (meio) e 14 de março de 2016 (direita), com resoluções de 0,5 m/pixel, 0,3 m/pixel e 0,3 m/pixel, respetivamente.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para Equipa OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
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