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Nº.61 UNIVERSO Dez.2016 | Jan.2017

Divulgação/Agência Espacial Europeia (ESA).
Roberto Belisário
24/2/16

O Sistema Solar surgiu há cerca de 4,6 bilhões de anos, a partir de uma enorme nebulosa que se contraiu por conta dos efeitos da sua própria atração gravitacional sobre si mesma. A contração resultou na formação de objetos densos – o Sol, planetas, satélites, asteroides, cometas e outros objetos menores. Nessa descrição sucinta da teoria do surgimento do Sistema Solar muitos detalhes ainda são desconhecidos. Para conhecer mais, seria necessário estudar algum tipo de fóssil, algo que tivesse se mantido quase intacto desde o início. Esses fósseis espaciais são os cometas. O seu interior, os materiais de que são feitos, seu formato, contêm os segredos sobre a origem do Sistema Solar.

Para desvendar esses segredos, desde 1986, oito artefatos espaciais já viajaram até cometas que passaram perto da Terra, fotografando-os bem de perto e tirando medidas de vários tipos. O principal dessas expedições é analisar a composição das rochas e outros materiais encontrados nos cometas. A ciência que estuda os minerais é a mineralogia, neste caso, a mineralogia espacial, que ajuda a investigar a origem do universo.

Um enorme passo nessa ciência foi dado em 12 de novembro de 2014. Nesta data assistimos a espetacular façanha de um artefato espacial pousar em um cometa. Após 10 anos de viagem, a sonda Rosetta, lançada pela Agência Espacial Europeia (ESA), se aproximou do cometa 67P, entrou em órbita ao seu redor e liberou o módulo Philae, equipado com diversos equipamentos de medição, que pousou na sua superfície.

“Pousar” em um cometa significa pousar em seu núcleo. Hoje se sabe que os cometas possuem um núcleo sólido e muito poroso, feito de uma mistura de gelo com partículas de poeira. O gelo pode ser água congelada, mas também pode conter outras substâncias, como metano congelado (o metano na Terra é gasoso, mas os cometas viajam por regiões muito longe do Sol e muito frias). Acontece que alguns cometas se desviam de suas trajetórias por causa de colisões com outros corpos celestes – por exemplo, outros cometas, asteroides – e mudam então para órbitas alongadas que ora se aproximam do Sol, ora se afastam novamente para os confins gélidos do Sistema Solar. Quando um desses passa perto do Sol, o gelo do núcleo derrete e evapora velozmente. O vapor é então ejetado com força de dentro do núcleo, através dos seus poros, levando consigo muitas das partículas da poeira. Forma-se então a cauda característica que se vê nas ilustrações de cometas. Quando estão longe do Sol, esses cometas não emitem a cauda e aí parecem apenas pedregulhos vagando pelo espaço.

O drama do pouso

Pousar no núcleo de um cometa não é nada trivial porque sua gravidade é muito pequena. A Philae pesava o equivalente a cerca de 100 quilogramas na Terra, mas, no cometa, pesava entre dois a três miligramas. Por isso, foram instalados nela alguns arpões que seriam lançados em direção ao chão assim que ela pousasse, para fixá-la no solo – caso contrário ela poderia ricochetear na superfície do cometa e ser atirada para o espaço. De fato, foi o que aconteceu na hora do pouso, porque os arpões falharam! Felizmente, ela não foi lançada de volta, mas caiu de novo, lentamente. Ricocheteou mais uma vez, caiu novamente e finalmente se estabilizou, mas em um local desconhecido – quando então os arpões finalmente funcionaram. Para desespero dos cientistas, como a gravidade era muito pequena, esses movimentos foram muito lentos, então o primeiro “salto” do módulo demorou mais de duas horas durante as quais os pesquisadores na Terra ficaram sem saber o que estava acontecendo – os sinais recebidos indicavam simplesmente que a Philae estava girando sozinha no espaço.

Tirando esse susto inicial, o restante da missão deu certo: 80% de todos os experimentos programados puderam ser realizados.

Momento do pouso do módulo Philae. Reprodução ESA.

Por dentro do cometa

Então, como é o cometa 67P? A primeira informação surpreendente que a Philae coletou foi sobre o formato do seu núcleo. Ao invés de algo arredondado, as fotos tiradas pelo módulo revelaram formas irregulares: dois “lobos”, um maior e um menor, ligados por uma região mais fina. Os cientistas apelidaram-no de “pato de borracha” – pois era o que parecia. A parte menor era a “cabeça” e a parte menor, o “corpo”, ligados pelo “pescoço”.

A superfície é pedregosa. Há regiões mais planas e outras bastante acidentadas. Abaixo da superfície, na parte onde a Philae pousou, há uma camada de uns três centímetros de poeira e, embaixo dela, chão mais duro. Sabe-se disso graças aos arpões – ou melhor, ao instrumento Mupus instalado neles. O Mupus mediu a desaceleração dos arpões durante o curto período em que eles se enfiavam pelo material do cometa adentro. Essa desaceleração, naturalmente, dependia da resistência do material atravessado.

O que há debaixo dessa fina camada de poeira, e na verdade em todo o núcleo, é um material bastante poroso, provavelmente com metade da densidade da água, feito de uma mistura de gelo e poeira, com duas vezes mais poeira que gelo (em volume). O material de que são feitas as partículas de poeira se parece com o de certo tipo de meteorito chamado condrito carbonáceo, rico em carbono. Esse tipo de meteorito constitui 5% dos que caem na Terra.

Tudo isso foi descoberto com alguns experimentos, especialmente um denominado Concert. Funcionava assim: ondas eletromagnéticas eram enviadas da Rosetta à Philae e vice-versa. Ora, quando os dois arfetatos estavam em lados opostos do cometa (lembrando que a Rosetta orbita ao redor do cometa), essas ondas atravessavam o núcleo. Mediu-se então o tempo necessário para a onda atravessá-lo e também o quanto o núcleo absorvia essas ondas (ou seja, determinou-se a diminuição na amplitude da onda após atravessá-lo). Tudo isso dependia da temperatura, da porosidade do núcleo, do material de que o núcleo é feito (lembremos que a velocidade da luz depende do meio em que ela trafega – é mais lenta no vidro que no ar; mais lenta no ar que no vácuo; e o mesmo acontece com todas as outras ondas eletromagnéticas).

Vida muito antiga

Um outro experimento, o Virtis, teve resultados surpreendentes. Ele registrou imagens de luz infravermelha do cometa e analisou o espectro dessa luz, ou seja, que comprimentos de onda ela continha. O espectro contém uma “assinatura” do material que emite a luz. Assim, concluíram que ali havia compostos orgânicos. Como estes se distribuíam igualmente por toda a superfície, o mais provável é que eles existam em todo o interior do núcleo.

Não foi a primeira vez que se observou compostos orgânicos em cometas, mas logo apareceria algo inédito: outro equipamento, o Cosac, analisou as partículas de poeira ejetadas pelo cometa. Encontrou ali materiais orgânicos nunca antes vistos em cometas. Alguns deles são reagentes necessários para sintetizar aminoácidos (componentes das proteínas), açúcares e bases nucléicas (componentes do DNA), as bases da vida. A conclusão é que parte do material necessário ao aparecimento da vida já se encontrava no Sistema Solar na época de sua formação. Um resultado importantíssimo para se construir o conhecimento sobre a origem da vida.

Os dados da Philae e da Rosetta foram todos enviados à Terra em poucos dias até a bateria do módulo acabar. Desde então, estão sendo analisados pelos cientistas. Os resultados descritos acima são parte dessa análise. Mas são também uma fotografia da construção do conhecimento científico flagrada exatamente no momento das descobertas, pois o trabalho ainda não terminou. Novos capítulos dessa história hão de aparecer nos próximos meses. 

sobre o autor

Roberto Belisário
Roberto Belisário

É doutor em Física e divulgador científico. Twitter: @robelisario