Universo hoje explorou a importância de estudar crateras de impacto, superfícies planetárias, exoplanetas, astrobiologia e física solar, e o que esta miríade de disciplinas científicas pode ensinar aos cientistas e ao público em relação à busca por vida fora da Terra. Aqui, exploraremos alguns dos espetáculos mais inspiradores do nosso sistema solar, conhecidos como cometas, incluindo por que os pesquisadores estudam os cometas, os benefícios e desafios, o que os cometas podem nos ensinar sobre como encontrar vida fora da Terra e como os futuros alunos podem continuar estudando. cometas. Então, por que é tão importante estudar cometas?
Dr.que é professor pesquisador no Departamento de Astronomia da Universidade de Maryland, conta Universo hoje, “Para os observadores de estrelas, os cometas são alguns dos objetos que mais chamam a atenção no céu. Eles se movem, mudam de forma, aparência e brilho à medida que viajam em suas órbitas. No entanto, eles são cientificamente importantes por outras razões. Quando se aventuram em direção ao Sol (aproximam-se de seu periélio orbital), mostram do que são feitos, emitindo gás e poeira do núcleo do cometa. Eles são os corpos mais acessíveis e menos alterados do sistema solar, e são acessíveis porque se aproximam do Sol e da Terra. Eles retiveram uma parte significativa dos seus voláteis ao longo do tempo e provavelmente desempenharam um papel significativo no transporte de materiais voláteis através do sistema solar, por exemplo, do sistema solar exterior para os planetas interiores.”
Embora os cometas tenham sido explorados através de naves espaciais apenas nas últimas décadas, a sua história observacional remonta a vários milhares de anos, incluindo o cometa Halley, que se torna visível da Terra a cada 75-79 anos, e foi mais famosamente ilustrado na Tapeçaria de Bayeux no século 11º século que retratou a invasão normanda da Inglaterra em 1066, conhecida como Batalha de Hastings. Como a maioria dos fenómenos astronómicos ao longo da história, as observações cometárias foram inicialmente percebidas como presságios positivos ou negativos, quer se tratasse de fortuna ou saúde.
Na verdade, foi o lendário filósofo grego, Aristóteles, quem proclamado durante o 4º século AEC que os cometas eram fenômenos atmosféricos. Esta crença não teve oposição até que uma série de físicos e matemáticos fizeram as suas próprias afirmações científicas sobre cometas, incluindo o matemático francês, João Pena, que deduziu que os cometas eram de origem celestial e não de origem terrestre. Isto foi posteriormente confirmado por Tycho Brahe, que usou o Grande Cometa de 1577 para medir sua paralaxe e deduziu que os cometas também são de natureza astronômica. Desde o início da Era Espacial, várias missões espaciais visitaram cometas de perto, incluindo o cometa Halley em algumas ocasiões, oferecendo aos cientistas oportunidades incríveis de aprender mais sobre estas misteriosas bolas de gelo. Mas, mesmo com tecnologias avançadas de exploração terrestre e espacial, quais são alguns dos benefícios e desafios do estudo de cometas?
“Os cometas mudam”, diz o Dr. Bauer Universo hoje. “Ao longo de suas órbitas, bem como de seu comportamento em diferentes passagens orbitais próximas ao Sol (passagens do periélio), eles costumam apresentar variações em seu comportamento. Isso os torna interessantes para estudar. Cada variação fornece mais informações sobre a causa e a natureza de seu comportamento. Também torna o comportamento difícil de interpretar. Por exemplo, se medirmos uma presença invulgarmente forte de uma espécie, a menos que tenhamos observado o cometa durante uma ampla escala de tempo, não podemos assumir que se trata de uma característica regular do cometa e não de uma explosão de curto prazo. Isso torna difícil interpretar as mesmas variações excitantes de comportamento.”
Os cometas são corpos planetários massivos composto por gelo e poeira que orbitam o Sol na Nuvem de Oort e são remanescentes da formação do sistema solar, o que os torna com aproximadamente 4,6 bilhões de anos. Embora os cometas apresentem exibições fantásticas quando viajam perto do Sol, eles se originam nos confins do sistema solar, conhecidos como Cinturão de Kuiper, que abriga o planeta anão, Plutão. À medida que as suas órbitas os aproximam do Sol, o aumento do calor faz com que os voláteis dentro do núcleo do cometa, conhecido como núcleo, se queimem e evaporem no cosmos, produzindo as espetaculares caudas que vemos da Terra.
Dr. Bauer conta Universo hoje, “Várias décadas atrás, o paradigma para a atividade do cometa era que a sublimação da água impulsionava a atividade na maioria dos casos, à medida que o cometa se aproximava de distâncias próximas de 3 ou 4 UA do Sol. Ao longo da última década, com dados de observatórios como Spitzer, Akari e NEOWISE, este paradigma começou a desaparecer. Estes observatórios mostraram atividade impulsionada por CO (monóxido de carbono) e CO2 (dióxido de carbono), ou pelo menos que estas espécies foram responsáveis por uma parte significativa da libertação de gases dos cometas.”
Junto com suas exibições espetaculares, supõe-se que os cometas tenham trazido à Terra os ingredientes necessários para o surgimento da vida em um processo chamado panspermia, e alguns cientistas até postularam o uso de cometas para dispersar os ingredientes para a vida por toda a Via Láctea. No que diz respeito aos ingredientes, a sonda Rosetta da Agência Espacial Europeia descobriu em 2020 que o cometa 67P/Churyumov – Gerasimenko continha fósforo, que é um dos ingredientes mais cruciais para o surgimento da vida. Mas se os cometas trouxeram vida à Terra, será que o mesmo aconteceria com outros mundos do cosmos? Considerando tudo isso, o que os cometas podem nos ensinar sobre como encontrar vida fora da Terra?
Dr. Bauer conta Universo hoje, “As observações mostram-nos que os cometas transportam os blocos químicos de construção da vida, e essas espécies químicas também podem ser encontradas em sistemas exossolares; eles são onipresentes. Muitas classes de compostos orgânicos foram detectadas em cometas, compostos que também são encontrados em espectros de exossistemas. Nosso exemplo atualmente único de exocometa, 2I/Borisov, parecia um cometa bastante típico da nuvem de Oort e, portanto, poderíamos esperar que a química primordial pudesse ser semelhante em exossistemas. No entanto, estudos continuados, incluindo futuras descobertas de exocometas, podem trazer surpresas.”
Os investigadores que estudam cometas provêm de uma miríade de disciplinas científicas e técnicas, incluindo astronomia, química, ciência da computação, física e astrofísica, só para citar algumas. Eles usam uma combinação de observatórios e telescópios terrestres e espaciais para estudar as composições geológicas e químicas dos núcleos e caudas dos cometas. Exemplos de instrumentos antigos e atuais usados para estudar cometas incluem o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, OSIRIS-REx e a pesquisa Pan-STARRS, com o Dr. Universo hoje sobre os próximos instrumentos, incluindo o Observatório Vera C Rubin, NEO Surveyor, Comet Interceptor e SPHEREx. Portanto, com todas estas bases científicas e instrumentos necessários para estudar cometas, que conselho o Dr. Bauer oferece aos futuros estudantes que desejam estudar cometas, e que informações adicionais ele pode compartilhar sobre o estudo de cometas?
“Meu conselho é que os alunos aprendam a programar bem em diversas linguagens padrão usando bibliotecas de aprendizado de máquina, para que possam programar análises complexas para encontrar padrões nos dados”, diz o Dr. Universo hoje. “A próxima geração de observatórios fornecerá uma grande quantidade de dados sobre o comportamento e caracterização dos cometas, mas uma imagem clara das populações cometárias mais distantes, aquelas na Cintura de Kuiper e nas populações da nuvem de Oort, permanece indefinida. Foram feitas algumas restrições a estas populações cometárias, mas os tamanhos e distribuições destas populações mais distantes podem precisar de ser caracterizados pela geração de plataformas que se seguirão, daqui a algumas décadas.”
Como é que os cometas nos ajudarão a compreender melhor o nosso lugar no Universo nos próximos anos e décadas? Só o tempo dirá, e é por isso que fazemos ciência!
Como sempre, continue fazendo ciência e olhando para cima!
