Os últimos momentos de um cometa kamikaze

A revista Science de 20 de Janeiro apresenta o estudo de um cometa cuja órbita o aproximou demasiado do Sol, provocando a sua desintegração. O fenómeno foi registado a 6 de Julho 2011 pela sonda SDO (Solar Dynamics Observatory), que estuda os fenómenos solares e o seu impacto na Terra.

O fenómeno foi primeiro detectado na análise da figura anterior, uma fotografia especial chamada coronógrafo, tirada por uma das câmaras do instrumento LASCO, da sonda SOHO (Solar and Heliospheric Observatory). Nela é possível ver o cometa, chamado C/2011 N3, à direita do Sol, pouco tempo antes de desaparecer na corona solar a 6 de Junho de 2011. O círculo branco representa a superfície do Sol (Crédito: SOHO (ESA & NASA)).

O cometa C/2011 N3 pertence à família de cometas Kreutz, uma família de cometas rasantes (cometas que passam muito perto do Sol no periélio). Estes cometas têm um brilho muito fraco quando comparado com o Sol e até hoje a sua descoberta (e estudo) tem sido feita recorrendo ao LASCO, um instrumento instalado na sonda SOHO que estuda a corona solar (atmosfera solar exterior). Mas o C/2011 N3 é, até hoje, um dos 15 cometas mais brilhantes registados pela sonda SOHO, que desde 1996 observou mais de 2 100 cometas.

A figura seguinte apresenta uma sequência de pequenas fotografias do comenta C/2011 N3 tiradas pela sonda SDO quando o cometa se encontrava já na atmosfera solar. As fotografias do cometa encontram-se sobrepostas sobre uma fotografia do Sol, indicando a localização do cometa e hora a que cada fotografia foi tirada. A trajectória do cometa è indicada pelo tracejado (Crédito: SDO /K. Schrijver et all, Science).

O cometa C/2011 N3 foi grande e brilhante o suficiente para ser visível nas câmaras da SDO. A sonda captou 20 minutos do movimento do cometa, os seus momentos finais, em fotografia e em filme. O cometa penetrou no interior da atmosfera solar, seguindo uma linha perpendicular ao Sol, até cerca de 97.000 km da superfície solar (cerca de 0,073 vezes o diâmetro do Sol) antes de “desaparecer”.

O filme seguinte foi captado pelo instrumento AIA da sonda SDO a 6 de Julho de 2011. O cometa, um traço quase invisível, aparece da direita e parece pulsar (o brilho do cometa parece variar periodicamente) algumas vezes antes de desaparecer. Os investigadores pensam que isto é uma consequência do núcleo do cometa se ter fragmentado no seu caminho pela atmosfera solar. O fenómeno foi utilizado para determinar indirectamente a massa do cometa (Crédito: SDO/NASA).

Até hoje só era possível determinar as dimensões e massa do cometa enviando uma sonda para o seguir. Mas o filme da breve passagem do cometa pela atmosfera solar permitiu calcular estas características do cometa, e também a sua composição, através da análise do tempo e espaço percorrido pelo cometa desde que entrou na atmosfera solar até se ter desintegrado.

A informação recolhida pelo SDO permitiu determinar que o cometa C/2011 N3 teria um diâmetro entre 45 metros e 90 metros e uma massa de sensivelmente 100.000 toneladas, antes de entrar na atmosfera solar a uma velocidade próxima de 645 km/s. O cometa fragmentou-se em pedaços com dimensões entre 45 m e 10 m, que se mantiveram, invisíveis, no interior do coma do cometa (uma nuvem de gelo, gás e poeiras). O coma do cometa tinha um diâmetro de quase 1.300 km, e uma cauda que se estendia por mais de 16.000 km.

O estudo de cometas rasantes como o C/2011 N3 pode tornar-se ainda mais importante. Os investigadores acreditam que a sua passagem pelo Sol pode fornecer informações muito importantes sobre a constituição e a dinâmica da atmosfera solar, a constituição do vento solar e ainda sobre o campo magnético solar. Como? Estudando o que acontece à atmosfera solar quando o cometa a atravessa.

O ponto de entrada do cometa C/2011 N3, a atmosfera superior solar, é uma zona de difícil estudo por ser tão menos brilhante que o Sol que a sua luz é “eclipsada” pela luz do astro. É também a zona onde se forma o vento solar, constituído por iões expelidos pelo Sol em todas as direcções. A desintegração do cometa (constituído principalmente por água e gases dissolvidos) provoca alterações da constituição dessa zona da atmosfera solar, que podem ser estudadas. Com é conhecida a constituição do cometa (materiais que compõem o cometa) antes da sua entrada na atmosfera é possível comparar com as alterações provocadas pela entrada do cometa na atmosfera solar e desta forma conhecer melhor a sua constituição.

Quando o cometa C/2011 N3 entrou na atmosfera solar, a temperatura do núcleo do cometa subiu até aos 500 000 K (quase o mesmo em graus célsius), tornando-o “visível” nas câmaras de ultravioleta do SDO. A esta temperatura o núcleo do cometa sublimou (passou de sólido a gás) e os átomos e moléculas presentes no gás tornaram-se iões, tornando o gás sensível ao campo magnético do Sol. Como a cauda do cometa também é constituída pelos iões do gás libertado pelo cometa, o campo magnético do Sol fez a cauda oscilar rapidamente para cima e para baixo. A interacção da cauda do cometa com o campo magnético do sol também poderá fornecer mais informações sobre o vento solar.

Notas:

(1) Os cometas da família Kreutz foram estudados pela primeira vez pelo astrónomo alemão Heinrich Kreutz (1854–1907). Para este astrónomo os cometas Kreutz são os fragmentos de um grande cometa que se desintegrou há centenas de anos atrás aquando da sua passagem pelo Sol. A figura seguinte é uma fotografia tirada ao “grande cometa de 1886”, um cometa da família de Kreutz que, durante dois dias, foi também visível de dia (Crédito: Sir David Gill).

Actualmente a sonda SOHO detecta em média um cometa da família de Kreutz a cada 3 dias. Pensa-se que os outros cometas rasantes tiveram origens semelhantes aos cometas da família Kreutz.

(2) Em finais de Novembro de 2011, pela primeira vez em 40 anos, um cometa da família Kreutz foi descoberto a Partir da Terra. O cometa Lovejoy recebeu o nome do seu descobridor, o astrónomo amador australiano Terry Lovejoy e alegrou as noites quentes de Dezembro no hemisfério Sul (onde agora é Verão). Contrariando o futuro funesto dos seus “irmãos”, o cometa Lovejoy passou a menos de 200 000 km da superfície do Sol e sobreviveu. Os seus passos foram seguidos pelas sondas SOHO e SDO. Espera-se para breve a publicação de artigos científicos apresentando os resultados do estudo da passagem do cometa Lovejoy pelo SolA figura seguinte é uma figura tirada do espaço, da Estação Espacial que orbita a Terra (Crédito: Dan Burbank / NASA).

A primeira imagem de satélite do Puyehue em erupção

A NASA possui uma galeria de fotografias de satélite tiradas ao vulcão Puyehue, no site Flickr, chamada Chile's Puyehue-Cordón Caulle Volcano.

A imagem seguinte foi captada pelo satélite Aqua, da NASA, a 4 de Junho pouco depois do início da erupção do vulcão Puyehue. A nuvem atinge os 14 000 m de altitude (NASA Goddard/MODIS Rapid Response, Jeff Schmaltz Rob Simmon e Holli Riebeek).


A imagem em baixo foi tirada também a 4 de Junho a bordo de um avião voando a 10 000 m de altitude de Puerto Montt para Santiago do Chile (Créditi: Andrés E./Flickr)

Imagens da NASA do vulcão Puyehue (II)

A erupção do vulcão Puyehue, que teve início a 4 de Junho, tem lançado cinzas para atmosfera. A maior parte das cinzas encontra-se concentrada numa nuvem que segue para Este sobre o continente sul-americano, subindo depois para Nordeste. A figura seguinte foi tirada pelo satélite Terra, da NASA a 13 de Junho (Crédito: NASA Goddard/MODIS Rapid Response Team/ Jeff Schmaltz e Holli Riebeek).

Para além da nuvem é possível ver nesta fotografia as cinzas que se têm depositado ao longo do continente sul-americano ((as áreas mais cinzentas por cima e por baixo da nuvem). O Servicio Nacional de Geología y Minería Chileno (SERNAGEOMIN) considera que o início da época das chuvas que se aproxima poderá provocar a formação de lamas ricas em cinzas, e deslizamentos de cinza (até talvez “lahares”, avalanches de misturas quentes ou frias de água e fragmentos de rocha que desce as encostas de um vulcão e/ou vales de rios cobertos de cinzas).

A figura seguinte apresenta um exemplo de um lahar, descendo a encosta do vulcão Nevado del Ruiz, na Colômbia que resultou da erupção de 1985 (Crédito: R. Janda).

Notas:

(1) Este site (em inglês) apresenta informação sobre lahares.

(2) A fotografia do vulcão Puyehue tirada pelo satélite Terra, da NASA a 13 de Junho pode ser vista aqui.

Imagens da NASA do vulcão Puyehue

A fotografia seguinte foi tirada pelo satélite Terra, da NASA e mostra a nuvem de cinzas do vulcão Puyehue-Cordón, situado no Parque Nacional Puyehue (nos Andes) no Sul do Chile (Crédito: NASA Goddard/MODIS Rapid Response Team). Este vulcão entrou em erupção a 4 de Junho de 2011, e levou a deslocação de pelo menos 3 500 pessoas. Segundo a CNN International a nuvem de cinzas atingiu até seis milhas de altitude (cerca de 10 000 metros).

O satélite Terra sobrevoou o vulcão a 6 de Junho às 14:25 UTC (15:25 em Portugal Continental). Na imagem é visível a grande nuvem de cinzas que se estende primeiro para nordeste, depois “vira” para o sudeste estendendo-se sobre o Oceano Atlântico. O vulcão (não tanto visível) encontra-se no centro esquerda da imagem. A imagem foi captada com a ajuda do instrumento Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS).

A figura seguinte foi tirada pelo satélite GOES-13 a 6 de Junho às 14:45 UTC (15:45 em Portugal Continental), sendo também visível a nuvem de cinzas. A seta assinala a localização do vulcão Puyehue (Crédito NASA/NOAA GOES Project, Dennis Chesters).

Nota: Adaptado a partir daqui. A fotografia tirada pelo satélite Terra pode ser visto aqui.

Hartley 2 a 3 dimensões!!!

Crédito fotográfico: NASA/JPL-Caltech/UMD/Brown.

Se tiver uns óculos 3-D dos antigos, com lentes de cores diferentes e gosta de cometas, então esta imagem vem mesmo a calhar. Necessita “apenas” de uns óculos azul-vermelho, em que a lente vermelha fica em frente ao olho esquerdo.

Esta imagem 3-D mostra todo o núcleo de Hartley 2, ejectando jactos e uma nuvem de partículas de gelo, que se estima terem um tamanho que varia entre uma bola de golfe e uma bola de basquetebol. Os círculos que rodeiam o cometa indicam a localização de partículas de gelo.

As imagens usadas para fazer esta imagem 3-D foram obtidos a 4 de Novembro de 2010, o dia em que sonda Deep Impact (missão EPOXI) fez sua maior aproximação com a imagem Hartley 2.

O cometa Hartley 2 foi descoberto em 1986 pelo astrónomo Malcolm Hartley. A sua trajectória em torno do Sol tem um período de 6 anos e 168 dias, pelo que pertence à família dos planetas de Júpiter (planetas com períodos com menos de 20 anos). O estudo feito pela Deep Impact permitiu determinar o tamanho real do Hartley, 2 km de comprimento e 0,40 km de largura, e o seu período de rotação, sensivelmente 18 horas.

Bailando sob o gelo!

Um grupo de investigadores da NASA descobriu dois animais diferentes, uma espécie de camarão e uma espécie de medusa, movendo-se no mais improvável dos ambientes gelados, na Antárctida, sob um grande bloco de gelo, mais de 180 metros abaixo do nível do mar.

A equipa da NASA, dirigida por Robert Bindschadler, encontra-se no glaciar de Pine Island, na Antárctida a fazer estudos para compreender melhor a interacção entre o gelo e o oceano nas plataformas de gelo da Antárctida, e a influência que o aumento médio de temperatura na Terra tem sobre a integridade destas plataformas flutuantes (ver aqui para saber mais).

Foi no âmbito deste trabalho que a equipa de investigadores resolveu descer uma câmara de filmar ao longo de um furo com 20 cm de diâmetro, feito na placa de gelo para poder filmar a superfície da placa exposta à acção do oceano.



O bichaninho que aparece no filme (obtido do YouTube) é um anfípode (pequeno crustáceo semelhante ao camarão) com sensivelmente 7 cm de comprimento. E aparece num local super gelado e escuro, com temperaturas negativas, onde não era esperada a existência de organismos multicelulares, quanto mais camarões!!!

Esta descoberta está a entusiasmar a comunidade científica, em especial a ligada à astronomia e à exobiologia (ramo da ciência que estuda a possibilidade de existência de Vida fora do planeta Terra). O local explorado por Bindshadler e a sua equipa é muito frio (temperaturas negativas) e não recebe luz solar. Pensava-se que neste tipo de ambiente apenas poderiam sobreviver microorganismos unicelulares, capazes de produzir o seu próprio alimento. A descoberta de não um, mas possivelmente dois organismos multicelulares permite aos exobiólogos acreditar que é possível existirem formas de Vida em ambientes considerados adversos, como Marte e Titã (a maior lua de Saturno).

Os biólogos têm opiniões divergentes quanto à origem do pequeno anfípode. Cynan Ellis-Evan, microbiólogo da British Antarctic Survey achou a descoberta intrigante, mas considera que o anfípode terá muito provavelmente vindo de outro local. A bióloga Stacy Kim do Moss Landing Marine Laboratories situado na Califórnia, EUA, tem outra opinião. Kim encontra-se agora a trabalhar com a equipa de Bindschadler.

O local onde foi feito o furo situa-se a mais de 20 km de mar aberto, muito longe, segundo Kim, para o pequeno anfípode ser apanhado em filme “por mero acaso”. Para além disso, ao ser puxado para cima, o cabo que segurava a câmara de filmar arrastou o que parece ser o tentáculo de uma medusa.

Notas:

• A NASA refere que os estudos preliminares do grupo de Bindschadler serão apresentados dia 17 de Março numa conferência sobre a exploração e estudo de ambientes aquáticos subglaciares da Antárctica, organizada pela American Geophysical Union;
• Esta notícia aparece no jornal português online Ciência Hoje.

O eixo de rotação da Terra é imune a terramotos!

O terramoto que ocorreu no Chile no dia 27 de Fevereiro foi ontem notícia outra vez. A NASA referiu que este terramoto, de magnitude 8.8 com epicentro situado na costa chilena, terá provocado um desvio de perto de 8 cm no “eixo de figura” da Terra. Segundo o geofísico Richard Gross esta alteração provocou a diminuição da duração do dia terrestre em 1,26 milionésimos de segundo.

A notícia do desvio do eixo da Terra provocada pelo terramoto no Chile foi referida pela generalidade dos jornais portugueses, e inclusive o Público apresentou a notícia na capa. Referem todos eles que os terramotos do Chile e de Sumatra (que em 2004 provocou um grande tsunami) provocaram um desvio de 8 cm e de 7 cm, respectivamente, no eixo de rotação da Terra. E que este facto foi responsável pela diminuição da duração do dia, após ambos os terramotos.

A notícia é empolgante e deve-se sempre comemorar quando notícias sobre Ciência chegam às primeiras páginas dos jornais. Mas coloca uma questão: De que forma é que a variação da posição do eixo de rotação da Terra pode “encurtar” os dias? Nenhum artigo parece esclarecer esta dúvida. E a razão principal é que o terramoto não provocou o desvio do eixo de rotação da Terra, mas sim o desvio do eixo de figura da Terra (figure axis, no artigo original da NASA).

A massa da Terra não se distribui de forma uniforme ao longo do planeta. O eixo de figura da Terra é o eixo em torno do qual se estabelece o equilíbrio da massa terrestre ou, como é referido pelo artigo da Globo, “[o] eixo em torno do qual a massa terrestre se equilibra”. Este eixo encontra-se a sensivelmente 10 metros do eixo de rotação da Terra (o eixo Norte-Sul em torno do qual a Terra estabelece o seu movimento de rotação).

Tanto o terramoto do Chile como o terramoto de Sumatra foram provocados pelo movimento súbito e brusco de uma placa tectónica por debaixo de outra. Como as placas tectónicas têm massa (são até “muito pesadas”) o seu deslocamento para o interior da Terra provoca uma alteração da distribuição de massa no planeta. E isto poderá levar ao desvio do eixo de figura da Terra.

Para compreender melhor as consequências da alteração da distribuição da massa terrestre provocada por um terramoto na duração de um dia, pode-se tomar o exemplo de uma patinadora de gelo que roda sobre si própria. Quando a patinadora roda de braços abertos a sua velocidade angular é baixa. Mas à medida que a patinadora “fecha” os braços, trazendo-os para mais perto do seu corpo, a velocidade angular da patinadora aumenta. Ela “roda mais depressa”.

Tal como a bailarina, que ao “fechar os braços” aumenta o número de rotações por minuto, também a Terra passa a ter um tempo de rotação menor (os dias ficam mais “curtos”) quando uma quantidade considerável de crosta terrestre se desloca para o interior da Terra.

O desvio do eixo de figura da Terra, não diminuiu a duração do dia. Ambos são consequência da alteração da distribuição de massa terrestre provocada pelos terramotos. O terramoto do Chile provocou um desvio de 8 cm no eixo e a diminuição da duração do dia por 1,26 milionésimos de segundo, enquanto o terramoto de Sumatra provocou um desvio de 7 cm no eixo (um pouco menor do que o do Chile) e a diminuição da duração do dia por 6,8 milionésimos de segundo (quase 6 vezes maior do que o do Chile).

Nem todos os cientistas estão de acordo quanto aos efeitos geofísicos do terramoto do Chile. Segundo o Diário de Notícias, cientistas do Centro de Pesquisa Geográfica de Potsdam (Alemanha) referem que não é ainda possível medir/calcular o desvio do eixo de figura da Terra provocado por um terramoto. E também não é possível confirmar directamente a alteração da duração do dia, porque, como é referido pela National Geographic, “actualmente, os cientistas [apenas] podem medir a duração de um dia a Terra com uma precisão de […] 20 milionésimos de segundo”.

Os melhores artigos sobre o efeito do terramoto do Chile são o da Ciência Hoje e, principalmente, o da National Geographic (em inglês).

Créditos de esquemas: (1) NASA; (2) Agence France-Presse. (ambos os esquemas foram adaptados).

A Google celebra a descoberta de água na Lua

O logotipo da Google de hoje, 14 de Novembro de 2009, celebra a descoberta de água na Lua.

Um dos programas da NASA na Lua utiliza um satélite chamado LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) cujo objectivo, como indicado pelo nome, é estudar as crateras da Lua. A LCROSS partiu da Terra no dia 18 de Junho de 2009 e foi transportada até à Lua num foguetão Centauro. No dia 9 de outubro de 2009, ao se aproximar da Lua, a LCROSS separou-se da parte do foguetão Centauro que a transportava.

Após a separação da LCROSS, o que restava do foguetão Centauro caiu sobre a cratera lunar Cabeus, situada no polo sul da Lua. A LCROSS realizou uma análise das “poeiras” geradas pela formação da mini cratera no local de impacto e detectou a presença de água.

A descoberta de água na Lua é importante a dois níveis: por um lado a presença de água na Lua poderá tornar mais fácil a instalação de seres humanos neste satélite, por outro lado os cientistas esperam que esta descoberta permita desvendar segredos sobre a formação do Sistema Solar. No futuro poderiam ser recolhidas e estudadas amostras de colunas de gelo lunar, da mesma forma que são estudadas amostras de gelo recolhidas no Ártico e na Antártida (lembram-se da profissão do personagem Jack Hall no filme O dia depois de amanhã?).

A presença de água na cratera lunar Cabeus foi detectada por espectroscopia (os espectros de UV e de IV da água são inconfundíveis). No entanto a LCROSS recolheu muito mais informação, que neste momento está a ser tratada por cientistas da NASA. Espera-se que a análise de todos estes dados confirme os resultados de espectroscopia, ou seja a existência de água na cratera lunar Cabeu.

Mais ainda, os dados obtidos pela LCROSS irão permitir um estudo muito mais profundo de todos os componentes da poeira da cratera recém-criada e ainda (também muito importante) da sua distribuição na mesma.

Fotografia tirada 20 segundos após o impacto na cratera lunar Cabeus (Fonte: NASA).

Nota: A descoberta de água na Lua foi reportada em vários jornais portugueses, como o Público, o Correio da Manhã, o Diário de Notícias e até A Bola (edição online).
UV = ultra violeta; IV = infravermelho.