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Qual é a diferença entre um asteroide e um cometa? Um cometa é basicamente uma bola de gelo suja composta de rocha e gelo. A imagem clássica é de uma “estrela” brilhante no céu noturno com uma longa cauda curva se estendendo para o espaço. É o que acontece quando eles se aproximam do Sol e começam a emitir gases e liberar poeira. Normalmente continua até que não haja mais nada além de rocha ou até que eles se fragmentem em poeira.
Asteroides, por outro lado, são primariamente apenas rochas. Eles podem evocar noções de Hans Solo pilotando a Millennium Falcon através de um “campo de asteroides” implausivelmente denso para escapar de um enxame de TIE Fighters, mas, na maioria das vezes, eles apenas orbitam silenciosamente o Sol, cuidando da própria vida.
No entanto, esses dois objetos espaciais nem sempre são tão mutuamente exclusivos quanto isso sugere. Deixe-me apresentar Phaethon, um “cometa de rocha” que confunde as definições entre asteroide e cometa, e deixe-me dizer por que valerá a pena prestar atenção a esse objeto fascinante nos próximos anos.
Phaethon foi descoberto por acaso em 1983 por dois astrônomos da Universidade de Leicester, Simon Green e John Davies. Eles o encontraram orbitando o Sol enquanto analisavam imagens coletadas por um telescópio espacial chamado Infrared Astronomical Satellite (Iras). Logo depois, outros astrônomos reconheceram que Phaethon é a fonte da chuva de meteoros anual Geminídeas – uma das exibições de meteoros mais brilhantes do calendário da Terra.
Todo mês de dezembro, quando nosso planeta cruza a trilha de poeira deixada por Phaethon, somos presenteados com um espetáculo brilhante enquanto seus grãos de poeira queimam em nossa atmosfera. No entanto, o comportamento de Phaethon é diferente do de qualquer outro objeto responsável por uma chuva de meteoros.
Ao contrário de cometas típicos que liberam quantidades substanciais de poeira quando esquentam perto do Sol, Phaethon não parece estar liberando poeira suficiente hoje para justificar as Geminídeas. Essa ausência de emissões significativas de poeira gera um problema interessante.
A órbita de Phaethon o leva extremamente perto do Sol, muito mais perto do que Mercúrio, nosso planeta mais interno. Em sua maior aproximação (chamada periélio), sua temperatura de superfície atinge extremos de cerca de 730°C.
Você esperaria que um calor tão intenso removesse quaisquer materiais voláteis que existam na superfície de Phaethon. Isso deveria expor camadas frescas e não aquecidas e liberar enormes volumes de poeira e gás cada vez que passasse perto do Sol, ou formar uma crosta estéril que protege o interior rico em voláteis de mais aquecimento, levando à ausência de liberação de gás ou poeira.
Nenhum desses processos parece estar ocorrendo, no entanto. Em vez disso, Phaethon continua a exibir atividade semelhante à de um cometa, emitindo gás, mas não uma nuvem de poeira acompanhante. Portanto, não está desprendendo camadas, então o mistério é por que a mesma crosta ainda pode emitir gases voláteis cada vez que é aquecida pelo Sol.
Nosso experimento
Liderei uma pesquisa recém-publicada com o objetivo de resolver esse quebra-cabeça simulando o intenso aquecimento solar que Faetonte experimenta durante seu periélio.
Usamos lascas de um grupo raro de meteoritos chamados condritos CM, que contêm argilas que se acredita serem semelhantes à composição de Phaethon. Elas foram aquecidas em um ambiente sem oxigênio várias vezes, simulando os ciclos quente-frio/dia-noite que ocorrem em Phaethon quando ele está próximo do Sol.
Os resultados foram surpreendentes. Diferentemente de outras substâncias voláteis que normalmente seriam perdidas após alguns ciclos de aquecimento, as pequenas quantidades de gases sulfurosos contidos nos meteoritos foram liberadas lentamente, ao longo de muitos ciclos.
Isso sugere que, mesmo após várias passagens próximas do Sol, Faetonte ainda tem gás suficiente para gerar atividade semelhante à de um cometa durante cada periélio.
Mas como isso pode funcionar? Nossa teoria é que quando a superfície de Phaethon esquenta, minerais de sulfeto de ferro contidos em sua subsuperfície se decompõem em gases, como dióxido de enxofre. No entanto, como as camadas superficiais de Phaethon são relativamente impermeáveis, esses gases não conseguem escapar rapidamente. Em vez disso, eles se acumulam abaixo da superfície, por exemplo, em espaços de poros e rachaduras.
À medida que Phaethon gira, o que leva pouco menos de quatro horas, o dia vira noite e o subsolo esfria. Alguns dos gases presos conseguem “reagir de volta” para formar uma nova geração de compostos. Quando a noite vira dia novamente e o aquecimento recomeça, eles se decompõem e o ciclo se repete.
Por que isso é importante
Essas descobertas não são apenas acadêmicas, mas têm implicações para a missão Destiny+ da Agência Espacial Japonesa (Jaxa), programada para ser lançada no final desta década. Esta sonda espacial passará por Phaethon e o estudará usando duas câmeras multiespectrais e um analisador de poeira. Esperançosamente, ela coletará partículas que fornecerão mais pistas sobre a composição deste objeto enigmático.
Como Destiny+ visitará Phaethon:
De qualquer forma, a teoria da nossa equipe de pesquisa sobre os processos de emissão de gás de Phaethon será crucial para interpretar os dados. Se estivermos certos, isso redefinirá como os cientistas pensam sobre o aquecimento solar como um processo geológico, tornando-o relevante não apenas para cometas, mas também para asteroides.
Crucialmente, Phaethon não está sozinho. Há cerca de 95 asteroides que passam a 0,20 unidades astronômicas (quase 19 milhões de milhas) do Sol. O que quer que aprendamos com Phaethon pode oferecer insights sobre seu comportamento e estabilidade de longo prazo também.
Finalmente, você pode estar se perguntando como tudo isso se relaciona com a chuva de meteoros Geminídeas. Muito provavelmente, Faetonte estava emitindo poeira há muitos anos. Isso teria produzido a faixa de detritos que cria a chuva de meteoros Geminídeas cada vez que as partículas entram em contato com a atmosfera da Terra. Quando falamos sobre presentes que continuam dando, é difícil pensar em um exemplo melhor.
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