Um instrumento científico da NASA que voou a bordo da espaçonave Rosetta da Agência Espacial Européia (ESA) fez uma descoberta muito surpreendente - a saber, que o mecanismo de decomposição molecular de “moléculas de água e dióxido de carbono expelindo da superfície do cometa” para a atmosfera do cometa 67P / Churyumov- Gerasimenko é causado por "elétrons próximos à superfície".
Os resultados surpreendentes relacionados à emissão do coma do cometa vieram de medições coletadas pelas sondas que a NASA financiou o instrumento Alice e estão fazendo com que os cientistas repensem completamente o que sabemos sobre os corpos errantes, de acordo com a equipe de ciência dos instrumentos.
"A descoberta que estamos relatando é bastante inesperada", disse Alan Stern, pesquisador principal do instrumento Alice no Southwest Research Institute (SwRI) em Boulder, Colorado, em comunicado.
“Isso nos mostra o valor de irmos aos cometas para observá-los de perto, já que essa descoberta simplesmente não poderia ter sido feita a partir da Terra ou da órbita terrestre com qualquer observatório planejado ou existente. E está fundamentalmente transformando nosso conhecimento de cometas. ”
Um artigo relatando as descobertas de Alice foi aceito para publicação pela revista Astronomy and Astrophysics, de acordo com declarações da NASA e da ESA.
Alice é um espectrógrafo que se concentra em detectar a faixa de comprimento de onda ultravioleta distante e é o primeiro instrumento desse tipo a operar em um cometa.
Até agora, pensava-se que os fótons do sol eram responsáveis por causar a ruptura molecular, disse a equipe.
O dióxido de carbono e a água estão sendo liberados do núcleo e a quebra da excitação ocorre apenas meia milha acima do núcleo do cometa.
“A análise das intensidades relativas das emissões atômicas observadas permitiu à equipe científica de Alice determinar que o instrumento estava observando diretamente as moléculas“ mãe ”de água e dióxido de carbono que estavam sendo quebradas por elétrons nas imediações, cerca de seis décimos de milha (um quilômetro) do núcleo do cometa. ”
O mecanismo de excitação é detalhado no gráfico abaixo.
"A variação espacial das emissões ao longo da fenda indica que a excitação ocorre a poucas centenas de metros da superfície e a produção de gás e poeira está correlacionada", de acordo com o artigo do jornal Astronomy and Astrophysics.
Os dados mostram que as moléculas de água e CO2 se quebram através de um processo de duas etapas.
“Primeiro, um fóton ultravioleta do Sol atinge uma molécula de água no coma do cometa e a ioniza, nocauteando um elétron energético. Esse elétron atinge outra molécula de água no coma, dividindo-a em dois átomos de hidrogênio e um oxigênio, e energizando-os no processo. Esses átomos emitem luz ultravioleta que é detectada em comprimentos de onda característicos por Alice. ”
"Da mesma forma, é o impacto de um elétron com uma molécula de dióxido de carbono que resulta em sua divisão em átomos e nas emissões de carbono observadas".
Após uma década de perseguição de mais de 6,4 bilhões de quilômetros (4 bilhões de milhas), a espaçonave Rosetta da ESA chegou à Cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko, marcada para 6 de agosto de 2014, para a primeira tentativa da história de orbitar um cometa para estudos de longo prazo.
Desde então, Rosetta implantou a embarcação de pouso Philae para realizar o primeiro touchdown da história em um núcleo de cometas. Ele também orbitou o cometa por mais de 10 meses de observação de perto, chegando às vezes a até 8 quilômetros. É equipado com um conjunto de 11 instrumentos para analisar todas as facetas da natureza e do ambiente do cometa.
O cometa 67P ainda está se tornando cada vez mais ativo à medida que orbita cada vez mais perto do sol nos próximos dois meses. O par atinge o periélio em 13 de agosto de 2015 a uma distância de 186 milhões de quilômetros do Sol, entre as órbitas da Terra e Marte.
Alice trabalha examinando a luz emitida pelo cometa para entender a química da atmosfera do cometa ou coma e determinar a composição química com o espectrógrafo ultravioleta distante.
De acordo com as medições de Alice, a água e o dióxido de carbono no coma atmosférico do cometa se originam de plumas em erupção de sua superfície.
"É semelhante ao que o Telescópio Espacial Hubble descobriu na Europa de Júpiter, com a exceção de que os elétrons no cometa são produzidos pela radiação solar, enquanto os elétrons na Europa provêm da magnetosfera de Júpiter", disse Paul Feldman, um co-autor de Alice. - investigador da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Maryland, em comunicado.
Outros instrumentos a bordo do Rosetta, incluindo MIRO, ROSINA e VIRTIS, que estudam a abundância relativa de constituintes do coma, corroboram os achados de Alice.
"Estes primeiros resultados de Alice demonstram como é importante estudar um cometa em diferentes comprimentos de onda e com diferentes técnicas, a fim de investigar vários aspectos do ambiente do cometa", disse o cientista do projeto Rosetta da ESA, Matt Taylor, em um comunicado.
“Estamos assistindo ativamente como o cometa evolui à medida que se aproxima do Sol ao longo de sua órbita em direção ao periélio em agosto, vendo como as plumas se tornam mais ativas devido ao aquecimento solar e estudando os efeitos da interação do cometa com o vento solar. "
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