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COMETAS

Características físicas e químicas

1. Características Físicas

1.1 Núcleo
Fotografia obtida pela sonda Deep Impact cerca de 5 minutos antes de se chocar contra o cometa Tempel

O núcleo dos cometas varia em dimensões de 100 metros para mais de 40 quilômetros. Eles são compostos de rochas, poeira, gelo, e gases congelados como monóxido de carbono , dióxido de carbono , metano , e amônia.

Os cometas são descritos popularmente como "bolas de gelo sujo", apesar de que recentes observações revelaram superfícies secas poeirentas ou rochosas, sugerindo que os gelos estão ocultos abaixo da crosta. Os cometas também contém uma variedade de compostos orgânicos; além dos gases já mencionados, estão também presentes o metanol , cianeto de hidrogênio , formaldeído , etanol e etano , e talvez algumas moléculas mais complexas como hidrocarbonetos de cadeia longa e aminoácidos. Devido a sua massa pequena, os cometas não conseguem se tornar esféricos sob sua própria gravidade, e por isto tem formas irregulares.

Surpreendentemente, os núcleos cometários estão entre os objetos mais escuros existentes no sistema solar. A Sonda Giotto descobriu que o núcleo do Cometa Halley reflete aproximadamente 4% da luz que incide sobre ele, e a Deep Space 1 descobriu que a superfície do cometa Borrelly reflete entre 2,4 e 3% da luz incidente. Por comparação, o asfalto reflete 7% da luz incidente. Acredita-se que os compostos orgânicos complexos sejam o material superficial escuro. O aquecimento solar retira os componentes voláteis, deixando atrás compostos orgânicos pesados de cadeia longa que tendem a ser bastante escuros, como piche e óleo cru. É a cor escura da superfície cometária que permite que eles absorvam o calor necessário para causar a saída dos gases.

1.2 Coma e cauda

Cometa Hyakutake, descoberto em 30 de Janeiro de 1996 por Yuji Hyakutake , um astrônomo amador do sul do Japão.No sistema solar exterior, os cometas permanecem congelados e são extremamente difíceis ou impossíveis de detectar a partir da Terra devido a seu tamanho minúsculo. Detecções estatísticas de núcleos de cometas inativos no Cinturão de Kuiper tem sido relatadas a partir das observações do Telescópio Espacial Hubble, mas estas detecções tem sido questionadas, e ainda não foram confirmadas de forma independente. Conforme um cometa se aproxima do sistema solar interior, a radiação solar faz com que os materiais voláteis dentro do cometa vaporizem e sejam ejetadas do núcleo, carregando poeira junto com ela. Os fluxos de poeira e gás liberados formam uma enorme e extremamente tênue atmosfera em torno do cometa, chamada de coma, e a força exercida na coma pela pressão de radiação do Sol, e o vento solar, fazem com que uma enorme cauda se forme, que sempre aponta para longe do Sol.

Tanto a coma quanto a cauda são iluminadas pelo Sol e podem se tornar visíveis da Terra quando um cometa passa pelo sistema solar interior, a poeira refletindo a luz do sol diretamente e os gases brilhando a partir da ionização. Muitos cometas são muito fracos para serem vistos sem a ajuda de um telescópio, mas alguns poucos a cada década se tornam visíveis o suficiente para serem vistos a olho nu. Ocasionalmente um cometa pode experimentar um súbito e imenso jato de gás e poeira, durante o qual o tamanho da coma temporariamente aumenta em tamanho. Isto aconteceu em 2007 ao cometa Holmes.

Os fluxos de poeira e gás cada um forma sua própria cauda distinta, apontando em direções um pouco diferentes. A cauda de poeira é deixada atrás na órbita do cometa de forma de uma curva inclinada geralmente chamada de anticauda. Ao mesmo tempo, a cauda de íons, feita de gases, sempre aponta diretamente além do Sol, já que este gás é afetado muito mais pelo vento solar que a poeira, seguindo linhas de campo magnético em vez de uma trajetória orbital. A paralaxe das visualizações da Terra podem fazer com que às vezes as caudas apontem para direções diferentes.

O cometa West, um dos mais brlhantes do séc. XX. Note o gigantismo de sua cauda.Apesar do núcleo sólido dos cometas geralmente ter menos de 50 quilômetros, a coma pode ser maior que o Sol, e as caudas iônicas já foram vistas estendendo-se por uma unidade astronômica (150 milhões de quilômetros) ou mais. A observação das anticaudas contribuiu imensamente para a descoberta do vento solar. A cauda iônica é formada como resultado do efeito fotoelétrico da radiação ultravioleta solar, agindo sobre as partículas da coma. Uma vez que as partículas estejam ionizadas, elas ficam com carga elétrica negativa que por sua vez dá origem a uma "magnetosfera induzida" em torno do cometa. O cometa e seu campo magnético induzido formam um obstáculo ao fluxo das partículas de vento solar. Como a velocidade orbital relativa do cometa e do vento solar é supersônica, uma onda de choque é formada à frente do cometa, na direção do fluxo do vento solar. Nesta onde de choque, grandes concentrações de íons cometários se juntam e contribuiem para "carregar" o campo magnético solar com plasma, de tal forma que as linhas de campo "dobram" em torno do cometa formando a cauda iônica.

Se a carga da cauda iônica é suficiente, então as linhas de campo magnético são pressionadas juntos ao ponto de, a certas distâncias ao longo da cauda iônica, aconteça a reconexão magnética. Isto leva a um "evento de desconexão de cauda". Este fenômeno foi observado em várias ocasiões, mais notavelmente em 20 de abril de 2007, quando a cauda iônica do cometa Encke foi completamente separada quando o cometa passou por uma ejeção de massa coronal. Este evento foi observado pelas sondas STEREO.

Em 1996 descobriu-se que os cometas emitem raio-X. Esta descoberta surpreendeu os pesquisadores, por que a emissão de raios-X é normalmente associada a corpos com altas temperaturas. Acredita-se que sejam gerados pela interação entre os cometas e o vento solar: quando íons muito carregados atravessam a atmosfera cometária, eles colidem com átomos e moléculas do cometa, "arrancando" um ou mais elétrons do cometa. A retirada dos elétrons leva a emissão de raios-X e fótons de ultravioleta.

Como resultado da perda de gases, os cometas deixam uma trilha de detritos sólidos atrás de si. Se o caminho do cometa atravessar o caminho da Terra, então naquele ponto provavelmente haverá uma chuva de meteoros à medida que a Terra atravessar a trilha de detritos. A chuva de meteoros perseidas ocorre todos anos entre 9 e 13 de agosto, quando a Terra passa pela órbita do cometa Swift-Tuttle. O cometa Halley é a origem da chuva de meteoros orionídeos em Outubro.

2. Características Químicas

Ilustração da sonda Deep Impact chocando-se contra o cometa TempelProssegue o debate sobre quanto gelo há em um cometa. Em 2001, a equipe da Nasa do Deep Space 1, trabalhando com o Jet Propulsion Lab (JPL) da Nasa, obteve imagens de alta resolução da superfície do Cometa Borrelly . Eles anunciaram que o cometa Borrely exibia jatos distintos, mas ainda assim possuia uma superfície quente e seca. A presunção de que o cometa contém água e gelo levou o Dr. Laurence Soberblom do U. S. Geological Survey a dizer "O espectro sugere que a superfície é quente e seca. É surpreendente que não vimos traços de gelo". Entretanto, ele sugeriu que o gelo está provavelmente escondido abaixo da crosta já que "ou a superfície foi seca pelo aquecimento solar e maturação ou talvez o material extremamente escuro que cobre a superfície do Borrelly mascara qualquer traço de gelo superficial".

A recente missão Deep Impact também apresentou resultados sugerindo que a maioria da água do cometa estava abaixo da supefície, e que estes reservatórios alimentam os jatos de água vaporizada que formam a cauda do Tempel 1.

Entretanto, dados mais recentes da missão Stardust mostraram que o material recuperado da cauda do cometa Wild 2 era cristalino e só poderia ter "nascido no fogo". Mais recentemente ainda, os materiais recuperados demonstram que "a poeira cometária é semelhante ao material dos asteróides". Estes novos resultados forçaram os cientistas a repensar a natureza dos cometas e sua distinção dos asteróides.

 

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