segunda-feira, 18 de agosto de 2014

Estudo tridimensional de cometas revela fábrica química em funcionamento


(Astronomia On Line - Portugal) Uma equipa de cientistas liderada pela NASA criou mapas tridimensionais detalhados das atmosferas que rodeiam cometas, identificando vários gases e mapeando a sua propagação com a mais alta resolução já alcançada.

"Conseguimos um mapeamento verdadeiramente topo de gama, de moléculas importantes que nos ajudam a compreender a natureza dos cometas," afirma Martin Cordiner, investigador que trabalha no Centro Goddard para Astrobiologia do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado americano de Maryland. Cordiner liderou a equipa internacional de cientistas.

Quase inédita no estudo de cometas, a perspectiva 3-D fornece uma visão mais profunda sobre os materiais expelidos a partir do núcleo do cometa e sobre os materiais produzidos dentro da atmosfera (coma ou cabeleira). Isto ajudou a equipa a determinar as fontes de duas importantes moléculas orgânicas (moléculas que contêm carbono).

As observações foram realizadas em 2013 nos cometas Lemmon e ISON usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), uma rede de antenas de alta precisão no Chile. Estes cometas são os primeiros estudados com o ALMA.

As observações do ALMA combinam uma imagem dos gases cometários, em 2-D e em alta resolução, com um espectro detalhado em cada ponto. A partir destes espectros, os investigadores podem identificar as moléculas presentes em todos os pontos e determinar as suas velocidades (velocidade e direcção) ao longo da linha de visão; esta informação proporciona a terceira dimensão - a profundidade da cabeleira.

"Por isso, o ALMA não só nos permite identificar espécies moleculares individuais na coma, como também nos dá a capacidade de mapear as suas posições com grande sensibilidade," afirma Anthony Remijan, cientista do NRAO (National Radio Astronomy Observatory), uma das organizações que opera o ALMA, e co-autor do estudo.

Os investigadores anunciaram os resultados de três espécies moleculares (H2CO, HNC e HCN), incidindo-se principalmente em duas, cujas fontes têm sido difíceis de discernir (à excepção do Cometa Halley). Os mapas 3-D indicam se cada molécula seguia para fora em todas as direcções e de maneira uniforme ou se eram expelidas em jactos ou em aglomerados.

Em cada cometa, a equipa descobriu que duas espécies - formaldeído (H2CO) e HNC (ácido isocianídrico - elemento composto por um átomo de hidrogénio, um de azoto e um de carbono) - foram produzidas na cabeleira. Para o formaldeído, isto confirma o que os investigadores já suspeitavam, mas os novos mapas contêm detalhes suficientes para resolver aglomerados de material que se move para regiões diferentes da cabeleira de dia para dia e até mesmo de hora em hora.

Para o HNC, os mapas resolveram uma questão de longa data sobre a origem do material. Inicialmente, pensava-se que o HNC era material interestelar pristino proveniente do núcleo do cometa, mas trabalhos posteriores sugeriram outras possíveis fontes. O novo estudo forneceu a primeira prova de que o HNC é produzido durante a decomposição de grandes moléculas ou poeira orgânica na cabeleira.

"A compreensão da poeira orgânica é importante, porque estes materiais são mais resistentes à destruição durante a entrada na atmosfera, e alguns podem ter sido entregues, intactos, à Terra primitiva, favorecendo desta maneira o aparecimento da vida," afirma Michael Mumma, director do Centro Goddard para Astrobiologia e co-autor do estudo. "Estas observações abrem uma nova janela sobre este componente pouco conhecido da química orgânica dos cometas."

As observações, publicadas na passada Segunda-feira na revista Astrophysical Journal Letters, são também importantes porque cometas modestos como o Lemmon e o ISON contêm concentrações relativamente baixas de moléculas cruciais, o que os torna difíceis de estudar em profundidade com telescópios terrestres. Os poucos estudos compreensivos deste género têm sido realizados em cometas brilhantes e de grande sucesso como o Hale-Bopp. Estes resultados estendem-se até cometas de brilho apenas moderado.
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