Pesquisadores analisaram 27 mil imagens adquiridas pela sonda Rosetta entre os dias 9 e 10 de abril de 2016, quando a sonda estava orbitando o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko e descobriram algo incrível e inédito na superfície de um cometa, cavidades, verdadeiras cavernas que podem estar relacionadas com as atividades do cometa e que nos permite estudar a fundo a geologia desses corpos celestes impressionantes.
Todo o trabalho realizado pelos pesquisadores está no artigo “Detection and characterisation of icy cavities on the nucleus of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko” de Philippe Lamy e colaboradores, publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society em 2023, e esse artigo já representa um marco significativo no estudo de corpos celestes, especialmente cometas.
Os autores começam fazendo uma revisão detalhada da literatura sobre cavidades e características geomorfológicas em cometas. Referindo-se a trabalhos anteriores, os autores destacam a importância de tais formações para compreender a estrutura e a composição dos cometas. As cavidades geladas, em particular, são de interesse significativo, pois oferecem uma janela para as camadas sub-superficiais e podem ser cruciais para entender a atividade cometária, incluindo a formação de jatos.
Para a detecção e análise das cavidades, o artigo se apoia em dados coletados pelo instrumento OSIRIS a bordo da espaçonave Rosetta. A equipe analisou aproximadamente 27.000 imagens, concentrando-se em três filtros específicos que são eficazes na identificação de características de gelo F82, F84 e F88. A NAC (Narrow Angle Camera) do sistema OSIRIS desempenhou um papel crucial, com uma escala de imagem de 3,9 arcsec por pixel. Para a análise, foram produzidos anaglifos estereoscópicos das imagens da NAC, fornecendo uma visualização tridimensional do núcleo do cometa. Utilizando técnicas fotogramétricas avançadas, eles desenvolveram um modelo 3D de alta resolução do cometa, o que é crucial para uma caracterização tridimensional precisa das cavidades.
As cavidades foram descobertas durante inspeções visuais de rotina dos anaglifos. As condições favoráveis para a detecção incluíram uma órbita de baixa altitude do cometa em abril de 2016. A localização precisa das cavidades foi determinada usando coordenadas cartesianas e geográficas.
A caracterização geométrica das cavidades foi realizada utilizando imagens selecionadas que ofereciam vistas ótimas de seu fundo brilhante. Um modelo 3D de alta resolução denominado “67P-133M” foi desenvolvido para uma caracterização tridimensional detalhada. Modelos de Elevação Digital (DEM) locais das cavidades foram extraídos e analisados para determinar suas propriedades geométricas, incluindo profundidade e razão profundidade-diâmetro.
A análise fotométrica e espectrofotométrica começou com a transformação da radiação espectral em mapas de fator de radiância, uma quantidade padrão em fotometria de corpos sem atmosfera do sistema solar. Nove sequências de observação multiespectral ofereceram vistas ótimas das cavidades. A análise se concentrou no fator de radiância obtido com o filtro vermelho F88, que maximiza o contraste das manchas geladas em relação ao terreno circundante.
O estudo revelou a presença de três cavidades geladas significativas no cometa 67P, caracterizadas por suas grandes profundidades e refletâncias anormalmente altas. Estas cavidades mostraram inclinações espectrais distintas, indicativas de gelo de água sub-superficial. A análise espectrofotométrica forneceu insights sobre a composição do gelo e a mistura de material refratário escuro. Além disso, a pesquisa relacionou as cavidades à atividade de jatos no cometa, um achado que desempenha um papel crucial na compreensão da dinâmica cometária.
A vida útil das cavidades geladas foi estimada em até dois anos, com evidências sugerindo que estão conectadas a jatos bem documentados em estudos anteriores. Um modelo térmico rastreou a insolação solar ao longo de grande parte da órbita do cometa, e um jato brilhante transitório em 18 de julho de 2015 foi inequivocamente ligado à breve iluminação do fundo gelado de uma das cavidades. Essas cavidades são provavelmente os primeiros pontos de acesso sub-superficiais detectados em um núcleo cometário, e suas vidas úteis sugerem que revelam camadas ou bolsões gelados prístinos sub-superficiais, em vez de vapor de água recentemente recondensado.
A análise térmica das cavidades foi realizada utilizando um modelo térmico simplificado para investigar a insolação solar sobre as cavidades ao longo de uma revolução orbital completa do cometa. O modelo calculou a energia acumulada para cada faceta das cavidades, revelando que os fundos das cavidades recebem significativamente menos energia solar do que os terrenos circundantes.
Os resultados deste estudo são significativos para a compreensão dos núcleos cometários e para a ciência planetária como um todo. As cavidades geladas oferecem uma visão única das camadas subsuperficiais de um cometa, e sua associação com a atividade de jatos oferece novas perspectivas sobre a dinâmica da superfície e subsuperfície cometária. Este trabalho representa um avanço fundamental na compreensão dos núcleos cometários e contribui significativamente para o nosso conhecimento sobre a formação e evolução dos cometas.
