Cometas 101 – tudo o que você precisa saber sobre os cones de neve do espaço

Ao ouvir a palavra cometa, você pode imaginar uma faixa brilhante se movendo pelo céu. Você pode ter um membro da família que viu um cometa antes de você nascer, ou você mesmo pode ter visto um quando o cometa Nishimura passou pela Terra em setembro de 2023. Mas de que são feitos esses objetos celestes especiais? De onde eles vêm e por que têm caudas tão longas?

Como diretor de planetário, passo a maior parte do meu tempo entusiasmando e interessando as pessoas pelo espaço. Nada desperta tanto o interesse das pessoas no lugar da Terra no universo como os cometas. Eles são imprevisíveis e muitas vezes passam despercebidos até chegarem perto do Sol. Ainda fico animado quando alguém aparece.

O que exatamente é um cometa?

Os cometas são restos de material da formação do sistema solar. À medida que o sistema solar se formou há cerca de 4,5 mil milhões de anos, a maior parte do gás, poeira, rocha e metal acabou no Sol ou nos planetas. O que não foi capturado sobrou como cometas e asteróides.

Como os cometas são aglomerados de rocha, poeira, gelo e formas congeladas de vários gases e moléculas, eles são frequentemente chamados de “bolas de neve sujas” ou “bolas de sujeira geladas” pelos astrônomos. Esses aglomerados de gelo e sujeira constituem o que é chamado de núcleo do cometa.

Fora do núcleo há uma camada de gelo porosa e quase fofa, como uma espécie de cone de neve. Esta camada é cercada por uma densa crosta cristalina, que se forma quando o cometa passa perto do Sol e suas camadas externas aquecem. Com uma parte externa crocante e uma parte interna fofa, os astrônomos compararam os cometas a um sorvete frito.

A maioria dos cometas tem alguns quilômetros de largura, e o maior conhecido tem cerca de 136 quilômetros de largura. Por serem relativamente pequenos e escuros em comparação com outros objetos do sistema solar, as pessoas não conseguem vê-los, a menos que o cometa se aproxime do Sol.

Fixe a cauda no cometa

À medida que um cometa se aproxima do Sol, ele aquece. Os vários gases e moléculas congeladas que compõem o cometa mudam diretamente de gelo sólido para gás num processo chamado sublimação. Este processo de sublimação libera partículas de poeira presas sob a superfície do cometa.

A poeira e o gás liberado formam uma nuvem ao redor do cometa chamada coma. Este gás e poeira interagem com o Sol para formar duas caudas diferentes.

A primeira cauda, ​​composta de gás, é chamada cauda de íons. A radiação do Sol retira elétrons dos gases na coma, deixando-os com carga positiva. Esses gases carregados são chamados de íons. O vento do Sol empurra então essas partículas de gás carregadas diretamente para longe do Sol, formando uma cauda que parece azul. A cor azul vem de um grande número de íons monóxido de carbono na cauda.

A cauda de poeira se forma a partir das partículas de poeira liberadas durante a sublimação. Estes são afastados do Sol pela pressão causada pela luz solar. A cauda reflete a luz solar e desce atrás do cometa à medida que ele se move, dando uma curva à cauda do cometa.

Quanto mais próximo um cometa chegar do Sol, mais longa e brilhante sua cauda crescerá. A cauda pode crescer significativamente mais que o núcleo e atingir cerca de oitocentos milhões de quilômetros de comprimento.

De onde vêm os cometas?

Todos os cometas têm órbitas altamente excêntricas. Seus caminhos são ovais alongados com trajetórias extremas que os levam muito perto e muito longe do Sol.

Um objeto orbitará mais rápido quanto mais próximo estiver do Sol, pois o momento angular é conservado. Pense em como um patinador no gelo gira mais rápido quando aproxima os braços do corpo – da mesma forma, os cometas aceleram quando se aproximam do Sol. Caso contrário, os cometas passam a maior parte do tempo movendo-se de forma relativamente lenta através dos confins do sistema solar.

Muitos cometas provavelmente se originam em uma região distante do nosso sistema solar chamada nuvem de Oort.

Prevê-se que a nuvem de Oort seja uma concha redonda de pequenos corpos do sistema solar que circundam o sistema solar da Terra com um limite mais interno cerca de 2.000 vezes mais distante do Sol do que a Terra. Para referência, Plutão está apenas cerca de 40 vezes mais longe.

Os cometas da nuvem de Oort levam mais de 200 anos para completar suas órbitas, uma métrica chamada período orbital. Por causa de seus longos períodos, eles são chamados de cometas de longo período. Os astrónomos muitas vezes não sabem muito sobre estes cometas até se aproximarem do interior do sistema solar.

Os cometas de curto período, por outro lado, têm períodos orbitais inferiores a 200 anos. O cometa Halley é um famoso cometa que se aproxima do Sol a cada 75 anos.

Embora seja muito tempo para um ser humano, é um período curto para um cometa. Os cometas de curto período geralmente vêm do Cinturão de Kuiper, um cinturão de asteróides além de Netuno e, mais notoriamente, o lar de Plutão.

Há um subconjunto de cometas de curto período que atingem apenas a órbita de Júpiter, no ponto mais distante do Sol. Estes têm períodos orbitais inferiores a 20 anos e são chamados de cometas da família de Júpiter.

O tempo dos cometas no interior do sistema solar é relativamente curto, geralmente da ordem de semanas a meses. À medida que se aproximam do Sol, as suas caudas crescem e ficam mais brilhantes antes de desaparecerem no caminho de regresso ao sistema solar exterior.

Mas mesmo os cometas de curto período não aparecem com frequência e o seu interior poroso significa que por vezes podem desmoronar-se. Tudo isso torna seu comportamento difícil de prever. Os astrônomos podem rastrear cometas quando eles se aproximam do sistema solar interno e fazer previsões com base em observações. Mas eles nunca sabem se um cometa ficará brilhante o suficiente para ser visto a olho nu ao passar pela Terra, ou se se desintegrará e desaparecerá ao entrar no interior do sistema solar.

De qualquer forma, os cometas manterão as pessoas olhando para o céu nos próximos anos.