Deep Impact
31 de agosto de 2005
No dia 4 de julho passado, soube-se que a sonda "Deep Impact" havia soltado um módulo composto por uma massa de 410 quilos de cobre, que colidiu com o cometa Tempel 1, descoberto em abril de 1867, a olho nu, pelo astrônomo marselhês E.W. Tempel.
O objeto tem um período de 5,5 anos e orbita entre Marte e Júpiter. Sua maior dimensão é estimada em 6 km. A Nasa, portanto, lançou uma sonda, com o objetivo de tentar saber mais sobre a composição e a estrutura interna dos cometas, enviando um objeto para colidir com um deles.
Aqui estão as órbitas:
Órbita do cometa Tempel 1 entre a de Marte e a de Júpiter. Observe, no ponto mais próximo do Sol, a não-circularidade da órbita de Mercúrio, bastante acentuada. No topo, sobre a órbita marrom, a posição ocupada pelo cometa no momento do lançamento da sonda. A órbita circular azul é a da Terra. No topo, a posição ocupada por ela no momento do lançamento da sonda. Seis meses depois (meia órbita terrestre), o impacto. Meça as distâncias curvilíneas percorridas pelo cometa e pela sonda no mesmo intervalo de tempo. O primeiro vai mais rápido.
Uma precisão sobre a trajetória de impacto. No endereço:
http://deepimpact.umd.edu/amateur/where_is.shtml
você encontrará uma animação muito bonita.
Você encontrará primeiro dois botões, que lhe permitirão variar o "ponto de vista". Assim, verá que a órbita do cometa está bastante inclinada em relação ao plano da eclíptica.
É isso que lhe permitiu sobreviver. Existem diferentes tipos de cometas. Alguns, chamados "aperiódicos", fazem uma única excursão em nosso sistema solar e depois não dão mais sinais de vida. Na verdade, conhecemos muito pouco sobre a estrutura desse grande "nuvem", desse reservatório de cometas que supostamente se encontra bem além do nosso sistema solar. Sua origem? Quando o sistema solar estava em sua infância, os planetas se formaram. Nesse momento, vários mecanismos entraram em ação. O mais simples de entender é o "cannibalismo", a colisão frontal entre um pequeno objeto e um grande, com o segundo incorporando o primeiro à sua massa. O segundo mecanismo é o efeito de catapulta positivo. No sentido matemático, trata-se de uma "encontro" (palavra anglo-saxônica, emprestada da teoria cinética dos gases: encounter). O sistema solar primitivo era "colisional". Essas colisões tendem a criar uma distribuição de velocidades de Maxwell-Boltzmann para todas as populações. É um sistema "multi-populações". Há tendência ao equilíbrio termodinâmico para cada uma delas. Quando temos uma mistura de dois gases em equilíbrio termodinâmico (por exemplo, o plasma que constitui o Sol), as energias cinéticas médias das diferentes populações são iguais. Elas são entre si como os respectivos quocientes de massas. Pegue um plasma de hidrogênio. Os elétrons são 1850 vezes mais leves que os núcleos de hidrogênio. Assim, a velocidade de agitação térmica dos elétrons é √1850 vezes maior que a dos íons de hidrogênio, ou seja, 43 vezes maior.
Uma mistura de "espécies pesadas" e "espécies leves" tenderá a acelerar as espécies leves ("aglomerados de vapor de água suja" ou "gelo sujo" que constituirão os proto-cometas). O sistema solar, portanto, ejetou uma miríade de pequenos objetos. Alguns, tendo adquirido a velocidade de escape em relação ao Sol, se perderam no espaço interestelar. Outros permaneceram, em nossa "grande periferia". Como esses "encontros", essas interações atuam em ambos os sentidos (mas, globalmente, aceleram os pequenos objetos), há um "efeito de catapulta negativo" que "povoou" a distribuição de Maxwell-Boltzmann em direção às baixas velocidades. Muitos pequenos objetos foram assim desacelerados e, por exemplo, caíram sobre o Sol. Ou sobre planetas terrestres, como o nosso, talvez formando massas oceânicas.
Tempel 1 é um cometa com destino intermediário. Adquiriu uma velocidade comparável à das planetas. Mas teve também a sorte de se encontrar em uma órbita inclinada, o que diminuiu seus riscos de maus encontros com planetas, todos mais pesados que ela e que alterariam inevitavelmente sua órbita. Essa órbita foi, aliás, ligeiramente modificada desde a descoberta do objeto. Consulte o histórico, graças ao Google. Por que ele libera menos gás do que o cometa de Halley? Boa pergunta. Sabemos pouco sobre esse processo de liberação gasosa, assim como pouco sabemos sobre a estrutura interna dos cometas.
Na verdade, nosso planeta também libera gases, e esse fenômeno se chama vulcanismo. Sabemos que ele é acentuado pelo efeito de maré (ação de Júpiter sobre Io, o primeiro a malaxar cuidadosamente seu satélite). Se Io reage tão intensamente à presença de seu vizinho próximo é porque gira sobre si mesma. Se fosse sincrônico com o planeta gigante, não haveria um vulcanismo tão intenso. Além disso, Io está muito perto de Júpiter.
Talvez a atividade de liberação gasosa dos cometas esteja ligada ao seu período de rotação em torno de si mesmos. Um cometa que gira é um cometa mais sensível aos efeitos de maré provocados pela proximidade dos planetas. Observa-se, aliás, que os cometas liberam gás quando entram dentro da órbita de Júpiter. Será porque recebem mais radiação do Sol? Sim, se essa liberação for simplesmente uma sublimação de sua superfície. Não, se forem erupções provenientes de suas profundezas. De fato, quando se observam as imagens captadas por Giotto ao se aproximar de Halley, vê-se claramente a existência de fontes erupcionais. Pode ser, portanto, que a retomada de atividade de um cometa ao entrar no sistema solar esteja ligada ao seu amassamento interno provocado por efeitos de maré, intenso se ele gira sobre si mesmo. Já medimos esses períodos de rotação?
Nessa ótica, Tempel 1 seria um objeto relativamente pouco ativo porque gira pouco sobre si mesmo, logo, pouco sensível a esse efeito de amassamento por marés, que desencadeia erupções de todos os tipos (vulcânicas em Io, de liberação gasosa nos cometas). Pergunte a Brahic o que ele acha disso. A planetologia é supostamente sua especialidade.
Você poderá posicionar livremente os diferentes objetos. Primeiro, o cometa Tempel 1 em aproximação, após a colocação da sonda Deep Impact em órbita. Você notará, ao passar, a data do impacto: 4 de julho. Os americanos gostam de assinar assim suas façanhas espaciais e demonstrar o quanto dominam o controle da trajetória de suas sondas. Essa data corresponde ao aniversário de sua revolução, e não é apenas um mero acidente do destino.
A observação atenta da animação mostra claramente que Tempel 1 gira mais rápido que a sonda, e a alcança. Na verdade, é o cometa que colide com a sonda, e não o inverso. Mas pouco importa. Próxima imagem: estamos dois meses depois. O cometa está prestes a colidir com a sonda, ou pelo menos com o objeto que se desprenderá dele para causar essa colisão.
Aqui está o cometa, imagem tirada cinco minutos antes do impacto:
O cometa. Imagem tirada cinco minutos antes do impacto.
A sonda e o módulo impactador
Uma câmera havia sido instalada no módulo impactador.
Close-up, 190 segundos antes do impacto. Os pontos luminosos correspondem a fontes de liberação gasosa?
Uma imagem artística mostrando o impactador em aproximação (em forma de escudo)...