Cometas, fonte da água dos Oceanos

Elementos recolhidos pela sonda espacial Herschel indiciam que os cometas poderão ter sido contribuidores importantes de água para a Terra. A Herschel analisou a cabeleira do cometa Hartley 2, um cometa com origem na Cintura de Kuiper, e verificou que a água presente no cometa apresenta uma assinatura química semelhante à da água dos oceanos na Terra.

Em baixo uma fotografia do Hartley 2 tirada pelo satélite EPOXI a 4 de Novembro de 2011 (Crédito: NASA, JPL-Caltech, UMD, EPOXI Mission).

A água presente nos Oceanos não acompanha a Terra desde a sua origem. Aquando da sua formação, a Terra era árida e seca, com toda a água presente a evaporar e escapar-se da atmosfera terrestre. A água presente actualmente na Terra veio do espaço, alguns milhões de anos após a formação da Terra. Os investigadores consideram como melhores candidatos os asteróides (presentes na cintura de asteróides, entre Marte e Júpiter) e cometas.

Para determinar quais os melhores candidatos como fontes de água no Sistema Solar têm sido estudadas as assinaturas químicas da água presente em asteróides e cometas. Este estudo baseia-se no facto a assinatura química da água depender da sua fonte: amostras de água de fontes com origem comum (formadas na mesma zona do Sistema Solar) têm a mesma assinatura. A análise meteorito carbonáceos, uma classe de asteróides, revelou possuem água com uma assinatura química semelhante à dos Oceanos terrestres.

Até agora foi analisada a assinatura química da água libertada por seis cometas. Destes apenas a água presente no cometa Hartley 2 (o último a ser analisado) apresenta uma assinatura semelhante à água presente na Terra. O Hartley 2 é também o único cometa analisado que tem origem na cintura de Kuiper, a “apenas” 30 UA do Sol (unidades astronómicas, 1 UA = distância da Terra ao Sol). Os outros cinco cometas analisados têm origem na nuvem de Oort, situada muito mais longe, a um ano-luz do Sol (50 000 UA), no limite do sistema solar.

A origem diferente dos cometas leva os investigadores a concluir que os cometas com origem cintura de Kuiper (mas não os com origem na mais distante Nuvem de Oort) são potenciais candidatos a fontes de água terrestre.

A figura seguinte apresenta uma figura indicando as escalas relativas de parte do sistema solar (mais à esquerda), da cintura de Kuiper (onde se situam Plutão e os outros planetas anões) e da Nuvem de Oort (mais à direita). À esquerda estão representados os cinco planetas mais próximos do Sol (Júpiter é o planeta mais exterior). O traçado branco representa a órbita de 6,5 anos do cometa Hartley 2 em torno do Sol (Crédito: ESA/AOES Medialab).

Notas:

(1) A assinatura química da água é a razão entre a concentração de átomos de deutétio e átomos de hidrogénio. Uma molécula de água é constituída por dois átomos de hidrogénio e um de oxigénio. Ambos os elementos químicos (hidrogénio e oxigénio) apresentam isótopos, átomos com um núcleo com o mesmo número de protões, mas diferente número de neutrões. O hidrogénio apresenta três isótopos. O mais comum, chamado prótio, tem apenas um protão. Muito menos comuns são o deutério (constituído por um protão e um neutrão) e o trítio (constituído por um protão e dois neutrões).

A chamada “água pesada” (porque a massa de cada molécula é superior à massa de uma molécula de “água normal”) é constituída por moléculas em que um dos átomos de hidrogénio é substituído por um átomo de deutério, como se pode ver na figura seguinte, ao centro (Crédito: NASA/JPL-Caltech).

Esta figura apresenta a assinatura química da “água pesada” (gráfico azul em cima à esquerda) e da “água normal” (gráfico verde em baixo à esquerda), uma molécula de “água normal” (rodeada por um quadrado verde, a bola vermelha representa o átomo de oxigénio e as bolas cinzentas representam átomos de hidrogénio) e uma molécula de “água pesada” (rodeada por um quadrado azul, a bola azul representa o átomo de deutério). Em baixo à direita uma foto do cometa Hartley 2.

(2) Duas fontes interessantes (incluindo figuras): NASA e ESA.