Imagem no infravermelho médio do cometa 9P / Tempel 1 após a colisão Deep Impact. Crédito da imagem: NAOJ Clique para ampliar
Quando a missão Deep Impact da NASA foi lançada no cometa 9P / Tempel 1 em 4 de julho deste ano, os telescópios gigantes em Mauna Kea tiveram uma visão única da enorme nuvem de poeira, gás e gelo expelida durante a colisão.
Uma série de observações coordenadas, feitas sob condições ideais pela maior coleção de grandes telescópios do mundo, forneceu novas e surpreendentes idéias sobre os ciclos de ascendência e vida dos cometas. Especificamente, os materiais sob a pele empoeirada do cometa revelam semelhanças impressionantes entre duas famílias de cometas em que nenhum relacionamento era suspeito.
As observações também permitiram que os cientistas determinassem a massa de material destruído pela colisão, que é estimada em até 25 caminhões-trator com carga total.
As descobertas são baseadas na composição da poeira rochosa detectada pelos telescópios de 8 metros Subaru e Gemini e compostos orgânicos à base de etano, água e carbono revelados pelos 10 metros de profundidade. Observatório Keck. Os resultados dessas observações do Mauna Kea foram disponibilizados hoje em um segmento especial da revista Science, destacando os resultados do experimento Deep Impact.
O cometa Tempel 1 foi selecionado para o experimento Deep Impact porque orbita o Sol em uma órbita estável que permite que sua superfície seja assada suavemente com radiação solar. Como resultado, o cometa tem uma camada protetora de poeira antiga e desgastada que cobre o material gelado abaixo, como um banco de neve acumula sujeira em sua superfície enquanto derrete sob a luz do sol da primavera. A missão Deep Impact foi projetada para cavar fundo abaixo deste exterior crostoso para aprender mais sobre a verdadeira natureza dos componentes de poeira e gelo do cometa. "Este cometa definitivamente tinha algo a esconder sob seu verniz de rocha e gelo e estávamos prontos com os maiores telescópios do mundo para descobrir o que era", disse Chick Woodward, da Universidade de Minneapolis, e parte da equipe de observação de Gemini.
As observações combinadas mostram uma mistura complexa de silicatos, água e compostos orgânicos abaixo da superfície do cometa. Esses materiais são semelhantes ao que é visto em outra classe de cometas que se pensa residir em um enxame distante de corpos imaculados chamado Nuvem de Oort. Os cometas da Nuvem de Oort são fósseis bem preservados nos subúrbios congelados do sistema solar que mudaram pouco ao longo dos bilhões de anos desde a sua formação. Quando ocasionalmente são empurrados gravitacionalmente em direção ao Sol, aquecem e liberam uma quantidade abundante de gás e poeira em uma visita única ao sistema solar interno.
Acredita-se que cometas recorrentes como Tempel 1 (conhecidas como cometas periódicas) tenham se formado em um viveiro mais frio, distintamente diferente do local de nascimento de seus primos, os cometas da Nuvem de Oort. A evidência para duas “árvores genealógicas” distintas está em suas órbitas muito diferentes e composição aparente. "Agora vemos que a diferença pode ser realmente superficial: apenas superficial." disse Woodward. “Sob a superfície, esses cometas podem não ser tão diferentes, afinal.
Essa semelhança indica que ambos os tipos de cometas podem ter compartilhado um local de nascimento em uma região do sistema solar em formação, onde as temperaturas eram quentes o suficiente para produzir os materiais observados. "Agora é provável que esses corpos tenham se formado entre as órbitas de Júpiter e Netuno em um viveiro comum", disse Seiji Sugita, da Universidade de Tóquio, e membro da equipe Subaru.
"Outra questão que os telescópios Mauna Kea foram capazes de resolver é a quantidade de massa ejetada quando o cometa foi impactado por um pedaço de cobre do tamanho de um piano de cauda da sonda Deep Impact", comentou Sugita. No momento do impacto, a sonda estava viajando a cerca de 37.000 quilômetros por hora ou quase 37.000 quilômetros por hora.
Como a sonda não conseguiu estudar o tamanho da cratera criada após sua formação, as observações de alta resolução do Mauna Kea forneceram os dados necessários para obter uma estimativa firme da ejeção de massa, que era de cerca de 1000 toneladas. "Para liberar essa quantidade de material, o cometa deve ter uma consistência bastante suave", disse Sugita.
"O respingo da sonda de impacto da NASA liberou esses materiais e estávamos no lugar certo para capturá-los com os maiores telescópios da Terra", disse W.M. Diretor de Keck, Fred Chaffee. “A estreita colaboração entre Keck, Gemini e Subaru garantiu que a melhor ciência foi feita pelos melhores telescópios do mundo, demonstrando que o todo é geralmente maior que a soma de suas partes.”
Todos os três maiores telescópios de Mauna Kea observaram o cometa na parte infravermelha do espectro, que é a luz que pode ser descrita como "mais vermelha que vermelha". A sonda Deep Impact não foi projetada para observar o cometa na parte do infravermelho médio (ou infravermelho térmico) do espectro, que é o que Subaru e Gemini foram capazes de fazer. As observações de Keck usaram um espectrógrafo de alta resolução e infravermelho próximo. Grandes instrumentos desse tipo teriam sido impossíveis de se encaixar na sonda Deep Impact.
"Essas observações nos dão uma melhor visão do que está sob a pele empoeirada de um cometa", disse David Harker, que liderou a equipe de Gemini. "Após uma hora de impacto, o brilho do cometa foi transformado e conseguimos detectar uma série de silicatos finos e empoeirados, propelidos por um gêiser de gás sustentado sob a crosta protetora do cometa. Isso incluía uma grande quantidade de olivina, de composição semelhante ao que você encontraria nas praias abaixo de Mauna Kea. Esses dados incríveis foram realmente um presente de Mauna Kea! ”
Os instrumentos que fizeram essas observações foram:
* MICHELLE (espectrógrafo / gerador de imagens Echelle de infravermelho médio) no telescópio de 8 metros Fredrick C. Gillett (Gemini North)
* NIRSPEC (espectrômetro de infravermelho próximo) a 10 metros do telescópio Keck II de 10 metros
* COMICS (Câmera e Espectrógrafo Infravermelho Médio Resfriados) no telescópio Subaru de 8 metros
Fonte original: Comunicado de imprensa da NAOJ
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