Partículas "sensíveis" de cometa podem ser melhor compreendidas com novo método

Astrônomos têm agora um novo método para analisar íons de baixa energia ao redor de cometas e outros corpos do Sistema Solar, graças à tese de doutorado de Sofia Bergman, PhD do Instituto Sueco de Física Espacial (IRF) e da Universidade de Umeå, Suécia. No trabalho, ela mostra sua técnica aplicada ao cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, o primeiro a receber uma sonda pousando em sua superfície.

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Estudar os íons de baixa energia ao redor de um cometa não é uma tarefa fácil, porque eles são facilmente afetados pela sonda espacial que se aproxima para coletar os dados. Assim, a partícula tem suas propriedades alteradas antes que os cientistas tenham a oportunidade de conferir seu estado inicial.

Por que estudar íons de cometas?

Os cometas são objetos dinâmicos, que mudam de propriedades rapidamente à medida que se aproximam do Sol. Entre as características importantes para estudar esses processos, está a cauda de íons, formada pela radiação ultravioleta solar quando atingem partículas da coma cometária (a nuvem de poeira e gás que circunda o núcleo de um cometa).

À medida que o cometa se aproxima do Sol, a liberação de gases aumenta, causando a expansão do coma e a ionização os gases no coma. Quando o vento solar passa por esse coma de íons, surge algo conhecido como choque em arco. É necessário entender as propriedades desses íons de baixa energia para entender os processos físicos que ocorrem ao redor do cometa.

Choques em arco acontecem também em planetas e outros corpos do Sistema Solar, mas as primeiras observações em cometas foram feitas nas décadas de 1980 e 1990, quando sondas visitaram cometas como o 1P/Halley. Os astrônomos descobriram então que os choques em arco nesses objetos são mais largos e mais graduais do que os planetários.

No caso do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, a espaçonave Rosetta observou um choque em arco em estágio inicial de desenvolvimento; ele foi chamado de "choque em arco infantil". Mas para compreender totalmente esses mecanismos, é importante investigar os íons — que são bastante sensíveis ao ambiente.

Sofia Bergman explica que “uma espaçonave interage com seu ambiente, o que leva a um acúmulo de carga na superfície da espaçonave”. Isso atrapalha as medições de íons de baixa energia, pois eles “são afetados pela espaçonave antes de serem detectados, mudando sua energia e direção de viagem”.

Para saber as propriedades originais dos íons, antes de serem afetados por qualquer outro elemento externo, a Phd analisou dados do espectrômetro de massa de íons (ICA) a bordo da Rosetta, que eram difíceis de interpretar por causa da interferência da própria sonda. Agora, foi possível “determinar as direções de fluxo de íons de baixa energia observados pelo ICA no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko”, disse Bergman.

Ela ainda afirmou que “os resultados foram surpreendentes”, e relata haver “uma grande quantidade de íons fluindo para dentro em direção ao núcleo do cometa, em vez de para fora, como esperávamos”. O também pode ser usado para estudar íons de baixa energia ao redor de outros corpos no Sistema Solar. A tese de doutorado está disponível no site da Universidade de Umeå.

Fonte: Umeå University