Cometas

Cometa é um corpo menor do sistema solar que orbita o Sol. Quando se aproxima do Sol, um cometa passa a exibir uma atmosfera difusa, denominada coma e uma cauda, ambas causadas pelos efeitos da radiação solar sobre o núcleo cometário. Os núcleos cometários são compostos de gelo, poeira e pequenos fragmentos rochosos, variando em tamanho de alguns quilômetros até algumas dezenas de quilômetros.

Informações básicas

A palavra cometa é originada da palavra do Latim cometes que vem da palavra do grego komē, que significa "cabeleira da cabeça". Aristóteles usou pela primeira vez a derivação komētēs para descrever cometas como "estrelas com cabeleira". O símbolo astronômico para cometas (☄) consiste de um disco com uma cauda similar a uma cabeleira.

Classificação e nomenclatura

Os cometas são classificados em:

Periódicos: são cometas que possuem órbita elíptica bem alongada e geralmente voltam à vizinhança solar em períodos inferiores a 200 anos. Os nomes destes cometas começam com P ou de um número seguido de P.

Não-periódicos: são cometas que foram vistos apenas uma vez e geralmente possuem órbitas quase parabólicas retornando à vizinhança solar em períodos de milhares de anos, caso retornem. Os nomes dos cometas não-periódicos começam com C.

Extintos: são cometas que já desapareceram por terem impactado com outro astro ou se desintegrado em suas passagens muito próximas e frequentes do Sol. Seus nomes costumam ser alterados para começarem com a letra D.

Órbitas e origens

Os cometas possuem uma grande variedade de períodos orbitais diferentes, variando de poucos anos a centenas de milhares de anos, e acredita-se que alguns só passaram uma única vez no Sistema Solar interior antes de serem arremessados no espaço interestelar. Acredita-se que os cometas de período curto tenham sua origem no Cinturão de Kuiper, ou em seu disco de espalhamento, que fica além da órbita de Netuno. Já os cometas de longo período, acredita-se que se originam na Nuvem de Oort, consistindo de restos da condensação da Nebulosa solar, bem além do Cinturão de Kuiper. Os cometas são arremessados dos limites exteriores do Sistema Solar em direção ao Sol pela perturbação gravitacional dos planetas exteriores (no caso dos objetos no Cinturão de Kuiper) ou de estrelas próximas (no caso dos objetos da Nuvem de Oort), ou como resultado da colisão entre objetos nestas regiões .

Os cometas são distintos dos asteróides pela presença de uma coma ou cauda, apesar de cometas muito antigos que perderam todo material volátil podem se assemelhar a asteróides . Acredita-se que uns asteróides tenham uma origem diferente dos cometas, tendo se formado no Sistema Solar interior em vez do Sistema Solar exterior, mas algumas descobertas recentes  tornaram um pouco mais nebulosa a distinção entre asteróides e cometas .

Até maio de 2005 foram registrados 3.648 cometas conhecidosdos quais 1.500 são Cometas rasantes Kreutz e cerca de 400 são de período curto. Este número está aumentando. Entretanto, ele representa apenas uma pequena fração da população total potencial de cometas: o número de corpos semelhantes a cometas no sistema solar exterior pode chegar a um trilhão. O número de cometas visíveis a olho nu é, em média, de um cometa por ano, e a maioria deles é discreto e nada espetacular. Quando um cometa historicamente brilhante ou notável é visto a olho nu por muitas pessoas, ele pode ser chamado de Grande Cometa.

Núcleo

O núcleo dos cometas varia em dimensões de 100 metros para mais de 40 quilômetros. Eles são compostos de rochas, poeira, gelo, e gases congelados como monóxido de carbono, dióxido de carbono, metano, e amônia.

Os cometas são descritos popularmente como "bolas de gelo sujo", apesar de que recentes observações revelaram superfícies secas poeirentas ou rochosas, sugerindo que os gelos estão ocultos abaixo da crosta. Os cometas também contém uma variedade de compostos orgânicos; além dos gases já mencionados, estão também presentes o metanol, cianeto de hidrogênio, formaldeído, etanol e etano, e talvez algumas moléculas mais complexas como hidrocarbonetos de cadeia longa e aminoácidos. Devido a sua massa pequena, os cometas não conseguem se tornar esféricos sob sua própria gravidade, e por isto tem formas irregulares.

Surpreendentemente, os núcleos cometários estão entre os objetos mais escuros existentes no sistema solar. A Sonda Giotto descobriu que o núcleo do Cometa Halley reflete aproximadamente 4% da luz que incide sobre ele. E a Deep Space 1 descobriu que a superfície do cometa Borrelly reflete entre 2,4 e 3% da luz incidente sobre ele. Por comparação, o asfalto reflete 7% da luz incidente. Acredita-se que os compostos orgânicos complexos sejam o material superficial escuro. O aquecimento solar retira os componentes voláteis, deixando atrás compostos orgânicos de cadeia longa pesados que tendem a ser bastante escuros, como piche e óleo cru. É a cor escura da superfície cometária que permite que eles absorvam o calor necessário para causar a saída dos gases.

Coma e cauda

No sistema solar exterior, os cometas permanecem congelados e são extremamente difíceis ou impossíveis de detectar a partir da Terra devido a seu tamanho minúsculo. Detecções estatísticas de núcleos de cometas inativos no Cinturão de Kuiper tem sido relatadas a partir das observações do Telescópio Espacial Hubble, mas estas detecções tem sido questionadas, e ainda não foram confirmadas de forma independente. Conforme um cometa se aproxima do sistema solar interior, a radiação solar faz com que os materiais voláteis dentro do cometa vaporizem e sejam ejetadas do núcleo, carregando poeira junto com ela. Os fluxos de poeira e gás liberados formam uma enorme e extremamente tênue atmosfera em torno do cometa, chamada de coma, e a força exercida na coma pela pressão de radiação do Sol, e o vento solar, fazem com que uma enorme cauda se forme, que sempre aponta para longe do Sol.

Tanto a coma quanto a cauda são iluminadas pelo Sol e podem se tornar visíveis da Terra quando um cometa passa pelo sistema solar interior, a poeira refletindo a luz do sol diretamente e os gases brilhando a partir da ionização. Muitos cometas são muito fracos para serem vistos sem a ajuda de um telescópio, mas alguns poucos a cada década se tornam visíveis o suficiente para serem vistos a olho nu. Ocasionalmente um cometa pode experimentar um súbito e imenso jato de gás e poeira, durante o qual o tamanho da coma temporariamente aumenta em tamanho. Isto aconteceu em 2007 ao cometa Holmes.

Os fluxos de poeira e gás cada um forma sua própria cauda distinta, apontando em direções um pouco diferentes. A cauda de poeira é deixada atrás na órbita do cometa de forma de uma curva inclinada geralmente chamada de anticauda. Ao mesmo tempo, a cauda de íons, feita de gases, sempre aponta diretamente além do Sol, já que este gás é afetado muito mais pelo vento solar que a poeira, seguindo linhas de campo magnético em vez de uma trajetória orbital. A paralaxe das visualizações da Terra podem fazer com que às vezes as caudas apontem para direções diferentes.

Apesar do núcleo sólido dos cometas geralmente ter menos de 50 quilômetros, a coma pode ser maior que o Sol, e as caudas iônicas já foram vistas estendendo-se por uma unidade astronômica (150 milhões de quilômetros) ou mais. A observação das anticaudas contribuiu imensamente para a descoberta do vento solar.A cauda iônica é formada como resultado do efeito fotoelétrico da radiação ultravioleta solar, agindo sobre as partículas da coma. Uma vez que as partículas estejam ionizadas, elas ficam com carga elétrica negativa que por sua vez dá origem a uma "magnetosfera induzida" em torno do cometa. O cometa e seu campo magnético induzido formam um obstáculo ao fluxo das partículas de vento solar. Como a velocidade orbital relativa do cometa e do vento solar é supersônica, uma onda de choque é formada à frente do cometa, na direção do fluxo do vento solar. Nesta onda de choque, grandes concentrações de íons cometários se juntam e contribuiem para "carregar" o campo magnético solar com plasma, de tal forma que as linhas de campo "dobram" em torno do cometa formando a cauda iônica.

Cometa Encke perde sua caudaSe a carga da cauda iônica é suficiente, então as linhas de campo magnético são pressionadas juntos ao ponto de, a certas distâncias ao longo da cauda iônica, aconteça a reconexão magnética. Isto leva a um "evento de desconexão de cauda".Este fenômeno foi observado em várias ocasiões, mais notavelmente em 20 de abril de 2007, quando a cauda iônica do cometa Encke foi completamente separada quando o cometa passou por uma ejeção de massa coronal. Este evento foi observado pelas sondas STEREO.

Em 1996 descobriu-se que os cometas emitem raio XEsta descoberta surpreendeu os pesquisadores, por que a emissão de raio X é normalmente associada a corpos com altas temperaturas. Acredita-se que os raios X sejam gerados pela interação entre os cometas e o vento solar: quando íons muito carregados atravessam a atmosfera cometária, eles colidem com átomos e moléculas do cometa, "arrancando" um ou mais elétrons do cometa. A retirada dos elétrons leva a emissão de raios X e fótons de ultravioleta.

O Sol e a Formação de Cometas

Até agora pouco se sabia sobre a relação entre o Sol e os cometas , mas recentemente a ciência tem chegado à conclusões inesperadas sobre a complexidade na atividade dos cometas quando em contato com o fluxo de partículas de alta energia vindas do Sol. Cientistas , Físicos e colaboradores da agência Espacial Norte Americana (NASA) , afirmam que a análise dos grãos de poeira recolhidas do cometa wild-2 , através de uma placa super leve de aerogel (material largamente conhecido como fumaça congelada) no retorno da missão da sonda espacial Stardust (Lançada em 1999) , evidenciam que as microscópicas partículas que se desprenderam da superfície do cometa wild-2 em 2004 e que foram recolhidas e trazidas à Terra na cápsula que aterrissou no estado de Utah, nos Estados Unidos, dois anos depois, revelam indícios de ÁGUA LÍQUIDA, no passado dos cometas , superando e revolucionando a idéia de que os cometas jamais alcançaram energia térmica (calor) suficiente para derreter o gelo que forma a maior parte da massa dos cometas. A conclusão da observação desta poeira presa no aerogel é que além de gelo , os cometas sim , em seu passado tiveram - Água líquida. Estes fragmentos indicam que ao menos alguns cometas - como o Wild 2 - possuem em sua composição , material ejetado pelo Sol primordial até os limites do sistema solar.

"Na nossa amostra, encontramos minerais que se formam na presença de água líquida," afirma Eva Berger, da Universidade do Arizona, que liderou o estudo. "Em algum ponto da sua história, o cometa conteve 'bolsas' de água."

Os cometas são conhecidos como "bolas de neve sujas" porque são constituidos sobretudo de água congelada, repletos de fragmentos de rochas e também de gases congelados.

"Quando o gelo derreteu no Wild-2, a água quente resultante dissolveu minerais que estavam presentes naquele momento, precipitando os minerais na forma de sulfetos de ferro e cobre que observamos em nosso estudo", diz Dante Lauretta, coautor do estudo. "Os sulfetos se formaram entre 50 e 200 graus Celsius, muito mais quente do que as temperaturas abaixo de zero previstas para o interior de um cometa."

Os asteróides são , em geral , materias 'extraterrestres'( porque quase sempre não provém do planeta Terra) e eles são formados por rochas e minerais. Já os cometas , diferente dos asteróides , apresentam uma 'cauda' que são estes jatos de gás e vapor aquecidos pelo fluxo de partículas de alta energia vindas do Sol e que se desprendem de seus corpos congelados. Não é raro , que alguns cometas só apresentam cauda ao aproximar-se do Sol , recebendo seu calor para posteriormente ter sua cauda diminuída ou 'extinta' , ao afastar-se do Sol , retornando à manifestação nas futuras aproximações com o Sol.

Portanto a pesquisa sobre o papel do Sol , no passado dos cometas , tem ajudado à repensar as origens da vida na Terra , pois existem linhas de pesquisa que responsabilizam os cometas como grandes incubadores universais , que podem levar substâncias químicas e até 'pré-orgânicas', ou quase orgânicas ,como a amônia que é um elemento chave de muitos organismos vivos , de um planeta ou sistema à outro. Há pesquisadores que afirmam que a vida na Terra , se não teve origem nos próprios cometas que a atingiram e/ou gravitaram em torno dela , ao menos podem ter recebido muita colaboração da matéria um tanto que desconhecida e paradoxal dos cometas , entretanto afirmações assim , ainda se tratam de pesquisas e hipóteses não confirmadas.

Conexão com as chuvas de meteoros

Cometa 19P/BorrelyComo resultado da perda de gases, os cometas deixam uma trilha de detritos sólidos atrás de si. Se o caminho do cometa atravessar o caminho da Terra, então naquele ponto provavelmente haverá uma chuva de meteoros à medida que a Terra atravessar a trilha de detritos. A chuva de meteoros perseidas ocorre todos anos entre 9 e 13 de agosto, quando a Terra passa pela órbita do cometa Swift-Tuttle.O cometa Halley é a origem da chuva de meteoros orionídeos em Outubro.

Destino dos cometas

Se um cometa estiver viajando com velocidade suficiente, ele irá entrar e deixar o sistema solar, como é o caso para a maior parte dos cometas não periódicos. Além disso, cometas podem ser expulsos pela interação com outro objeto no sistema solar, como Júpiter.

Exaustão de substâncias voláteis

A família de cometas Júpiter (JFC) e períodos de longo período (LPC) parecem seguir diferentes leis de desaparecimento. Os JFCs são ativos durante um período de cerca de 10.000 anos, ou aproximadamente 1.000 revoluções, enquanto os LPCs desaparecem muito mais rapidamente. Somente 10% dos LPCs sobrevivem mais de 50 passagens por periélios curtos, enquanto somente 1% deles sobrevive a mais de 2.000 passagens. Eventualmente a maioria do material volátil contido em um núcleo cometário irá evaporar, e o cometa se tornará uma rocha pequena, escura e inerte que pode se assemelhar a um asteróide.

Colisões

Shoemaker-Levy 9 foi partido pelas forças de maré um pouco antes de colidir com JúpiterAlguns cometas chegam a um final espetacular—ou caindo no Sol, ou atingindo um planeta ou outro corpo. Colisões entre cometas e planetas ou luas foram bastante comuns no início do Sistema Solar: algumas das muitas crateras da Lua, por exemplo, podem ter sido causadas por cometas. Uma colisão recente de um cometa com um planeta aconteceu em 1994, quando o cometa Shoemaker-Levy 9 partiu-se e colidiu com Júpiter.

Muitos cometas e asteróides colidiram com a Terra nos primeiros estágios. Muitos cientistas acreditam que o bombardeio de cometas na Terra jovem (cerca de quatro bilhões de anos atrás) trouxeram as vastas quantidades de água que agora preenchem os oceanos terrestres, ou pelo menos uma porção significativa dos mesmos. Mas outros pesquisadores tem dúvidas acerca desta teoria. A detecção de moléculas orgânicas nos cometas levou a algumas especulações de que cometas ou meteoritos podem ter trazidos os elementos precursores da vida ou mesmo os primeiros elementos vivos para a Terra. Existem ainda muitos cometas próximos da Terra, apesar de uma colisão com um asteróide ser mais provável que a de cometas.

Suspeita-se que impactos cometários tenham, em longas escalas de tempo, levado quantidades significativas de água para a Lua, parte dela podendo ter sobrevivido como gelo lunar.

Características orbitais

Histograma do afélio dos cometas de 2005, mostrando a família de cometas dos planetas gigantes. A abscissa é o logaritmo natural do afélio expressa em Unidades Astronômicas.A maioria dos cometas possui uma órbita elíptica alongada (em forma oval) que leva-os próximo do Sol em parte de suas órbitas, e então para os pontos mais distantes do Sistema Solar no resto da órbita. Os cometas são geralmente classificados de acordo com a duração do período orbital, quanto mais longo o período, mais alongada a elipse.

Cometas de período curto são geralmente definidos como tendo períodos orbitais menores que 200 anos. Normalmente suas órbitas levam-nos à região dos planetas exteriores (Júpiter e além) no afélio. Por exemplo, o afélio do cometa Halley está um pouco além da órbita de Netuno. Entre os mais curtos, o Cometa Encke possui uma órbita que nunca o coloca além da órbita de Júpiter. Cometas de curto período são divididos em cometas da família de Júpiter (períodos menores que 20 anos) e família Halley (períodos entre 20 e 200 anos).

Cometas de longo período possuem órbitas com uma grande excentricidade (maior elongamento) e períodos variando dos 200 anos aos milhares ou mesmo milhões de anos. (Entretanto, por definição eles permanecem gravitacionalmente presos ao Sol. Os cometas que são ejetados do sistema solar devido a passagens próximas aos grandes planetas não são mais considerados como tendo "períodos".) Suas órbitas os levam bem além dos planetas exteriores no afélio, e o plano de suas órbitas não necessariamente está próximo da eclíptica.

Cometas de aparição única são similares aos cometas de longo período, mas tem trajetórias parabólicas ou hiperbólica que fazem com que deixem o sistema solar permanentemente após passar pelo Sol apenas uma vez.

Algumas autoridades usam o termo cometa periódico para referir-se a qualquer cometa com uma órbita periódica (ou seja, tanto os cometas de curto período quanto os de longo período),enquanto outros usam exclusivamente para cometas de período curto. De forma similar, apesar do significado literal de cometa não-periódico é o mesmo de cometa de aparição única, alguns usam esta expressão para signficiar todos os cometas que não são "periódicos" no segundo sentido (ou seja, incluindo todos cometas com período maior que 200 anos).

Os recém descobertos cometas do cinturão principal formam uma classe distinta, com órbitas mais circulares dentro do cinturão de asteróides.

Baseado em suas características orbitais, acredita-se que os cometas de curto período originem-se dos centauros e dos discos de espalhamento um disco de objetos transnetunianos-enquanto o local de origem dos cometas de longo período seja a nuvem de Oort, uma região esférica. Acredita-se que grupos enormes de objetos semelhantes a cometas orbitam o Sol nestas regiões distantes em órbitas aproximadamente circulares. Ocasionalmente a influência gravitacional dos planetas externos (no caso dos objetos no Cinturão de Kuiper) ou de estrelas próximas (no caso dos objetos na nuvem de Oort) podem jogar estes corpos em órbitas elípticas que os levam em direção ao Sol, para formar um cometa visível. Diferente do retorno dos cometas periódicos cujas órbitas foi bem estabelecida pelas observações anteriores, a aparição destes novos cometas por estes mecanismos é imprevisível.

Como suas órbitas elípticas frequentemente os levam perto dos planetas gigantes, os cometas são sujeitos a mais perturbações gravitacionais. Cometas de curto período apresentam uma tendência de coincidir seus afélios com o raio orbital de um planeta gigante, sendo a família de cometas de Júpiter a maior, como o histograma mostra. É também claro que os cometas vindo da nuvem de Oort geralmente tem suas órbita fortemente influenciadas pela gravidade de planetas gigantes como resultado de um encontro. Júpiter é a maior fonte destas perturbações, sendo mais de duas vezes mais massivo que todos os outros planetas combinados, além de ser o mais rápido dos planetas gigantes. Estas perturbaçoes podem às vezes defletir cometas de longos períodos para períodos orbitais mais curtos (o cometa de Halley é um possível exemplo).

Observações anteriores revelaram poucas trajetórias genuinamente hiperbólicas (ou seja, não periódicas), mas não mais do que pode ser atribuído a perturbações de Júpiter. Se os cometas atravessam o espaço interestelar, eles devem estar se movendo com velocidades da mesma ordem das velocidades relativas das estrelas próximas ao Sol (poucas dezenas de milhares de quilômetros por segundo). Se objetos deste tipo entrarem no sistema solar, eles deverão ter energias totais positivas, e devem ser observadas trajetórias hiperbólicas genuinas. Um cálculo rápido mostra que devem ter cerca de quatro cometas hiperbólicos por século, dentro da órbita de Júpiter, mais ou menos duas ordens de magnitude.

Uma certa quantia de cometas periódicos descobertos nas déacadas anteriores ou séculos anteriores estão agora "perdidos". Suas órbitas nunca foram conhecidas com precisão o suficiente para prever futuras aparições. Entretanto, ocasionalmente um "novo" cometa é descoberto e com os cálculos de sua órbita ele acaba sendo identificado como sendo um velho cometa "perdido". Um exemplo é o cometa 11P/Tempel-Swift-LINEAR, descoberto em 1869 mas não observável após 1908 por causa das perturbações de Júpiter. Ele não foi encontrado novamente até a redescoberta acidental pelo LINEAR em 2001.

Abaixo deixo um vídeo dos cometas para vocês acompanharem