Cometa

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Cometa C/1999S4 (LINEAR)

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

Informações básicas[editar | editar código-fonte]

Nome e símbolo[editar | editar código-fonte]

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[editar | editar código-fonte]

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[editar | editar código-fonte]

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,[1] 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[carece de fontes?].

Os cometas são distintos dos asteroides pela presença de uma coma ou cauda, apesar de cometas muito antigos que perderam todo material volátil podem se assemelhar a asteroides (veja cometas extintos).[2] Acredita-se que uns asteroides tenham uma origem diferente dos cometas, tendo se formado no Sistema Solar interior em vez do Sistema Solar exterior,[3] mas algumas descobertas recentes [4] tornaram um pouco mais nebulosa a distinção entre asteroides e cometas (veja centauros, demacloides e terminologia de asteroides).

Até maio de 2005 foram registrados 3.648 cometas conhecidos[5] dos quais 1.500 são Cometas rasantes Kreutz e cerca de 400 são de período curto.[6] 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.[7] 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.[8] Quando um cometa historicamente brilhante ou notável é visto a olho nu por muitas pessoas, ele pode ser chamado de Grande Cometa.

Características físicas[editar | editar código-fonte]

Núcleo[editar | editar código-fonte]

Núcleo do cometa Tempel 1 feita pela sonda Deep Impact. O núcleo tem cerca de 6 quilômetros.
Cometa Holmes (17P/Holmes) em 2007, mostrando uma cauda azulada à direita

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.[9]

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.[10] [11] [12] 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,[13] e a Deep Space 1 descobriu que a superfície do cometa Borrelly reflete entre 2,4 e 3% da luz incidente sobre ele.[13] 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[editar | editar código-fonte]

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,[14] [15] mas estas detecções tem sido questionadas,[16] [17] 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.[carece de fontes?]

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.[18]

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.[9] A observação das anticaudas contribuiu imensamente para a descoberta do vento solar..[19] 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 contribuem 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..[20]

Cometa Encke perde sua cauda

Se 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".[20] 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.[21]

Em 1996 descobriu-se que os cometas emitem raio X[22] Esta 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.[23]

Conexão com as chuvas de meteoros[editar | editar código-fonte]

Cometa 19P/Borrely

Como 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.[24] O cometa Halley é a origem da chuva de meteoros orionídeos, que ocorre todos os anos no mês de outubro.[24]

Destino dos cometas[editar | editar código-fonte]

Deixando/sendo ejetados do Sistema Solar[editar | editar código-fonte]

Se um cometa estiver viajando com velocidade suficiente, 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[editar | editar código-fonte]

Material saindo do Componente B do 73P/Schwassmann-Wachmann, que partiu-se a partir de 1995, como registrado pelo HST.

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 1000 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.[25] 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 asteroide.[26]

Quebras/desintegrações[editar | editar código-fonte]

Cometas também se partem em pedaços, como aconteceu com o cometa Comet 73P/Schwassmann-Wachmann 3, iniciando em 1995.[27]

Esta quebra pode ser decorrente de forças de maré gravitacional do Sol ou um planeta grande, por uma "explosão" de material volátil, ou outras razões ainda não bem explicadas.

Colisões[editar | editar código-fonte]

Shoemaker-Levy 9 foi partido pelas forças de maré um pouco antes de colidir com Júpiter

Alguns cometas chegam a um final espetacular—ou caindo no Sol,[28] 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 asteroides 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.[29] 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.[11] Existem ainda muitos cometas próximos da Terra, apesar de uma colisão com um asteroide 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[editar | editar código-fonte]

Órbitas do Cometa Kohoutek (vermelho) e a Terra (azul), ilustrando a alta excentricidade da órbita e a velocidade maior quando próximo do Sol.
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.[30]
  • 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),[31] enquanto outros usam exclusivamente para cometas de período curto.[30] De forma similar, apesar do significado literal de cometa não-periódico é o mesmo de cometa de aparição única, alguns usam esta expressão para significar 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 asteroides.[32] [33]

Baseado em suas características orbitais, acredita-se que os cometas de curto período originem-se dos centauros e dos discos de espalhamento[1] - um disco de objetos transnetunianos-enquanto o local de origem dos cometas de longo período seja a nuvem de Oort, uma região esférica.[34] 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 perturbações 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 genuínas. Um cálculo rápido mostra que devem ter cerca de quatro cometas hiperbólicos por século,[35] dentro da órbita de Júpiter, mais ou menos duas ordens de magnitude.[carece de fontes?]

Uma certa quantia de cometas periódicos descobertos nas décadas 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.[36]

Nomenclatura de cometas[editar | editar código-fonte]

Os nomes dados aos cometas tem seguido diversas convenções diferentes ao longo dos últimos dois séculos. Antes de qualquer convenção sistemática ter sido adotada, os cometas recebiam seus nomes de diferentes formas. Antes do início do século XX, a maioria dos cometas simplesmente eram referidos pelo ano em que apareceram, algumas vezes com adjetivos adicionais para cometas particularmente brilhantes. Assim, o "Grande cometa de 1680" (Cometa de Kirch), o "Grande Cometa de Setembro de 1882", e o "Grande cometa diurno de 1910" ("Grande cometa de janeiro de 1910"). Depois que Edmund Halley demonstrou que os cometas de 1531, 1607, e 1682 eram o mesmo corpo e predisse com sucesso seu retorno em 1759, aquele cometa se tornou conhecido como Cometa Halley.[37] De forma semelhante, o segundo e terceiro cometas periódicos conhecidos, o Cometa Encke[38] e o Cometa Biela,[39] receberam os nomes dos astrônomos que calcularam suas órbitas em vez dos descobridores originais, mas cometas que apareceram somente uma vez continuaram a ser referidos pelo ano de sua aparição.

No início do século XX, a convenção de se dar o nome dos descobridores aos cometas tornou-se comum, e permanece até hoje. Um cometa recebe o nome de até três descobridores independentes. Nos anos recentes, muitos cometas tem sido descobertos por instrumentos operados por grandes equipes de astrônomos e, neste caso, eles recebem o nome do instrumento. Por exemplo, o Cometa IRAS-Araki-Alcok foi descoberto independentemente pelo satélite IRAS e pelos astrônomos amadores Genichi Araki e George Alcock. No passado, quando múltiplos cometas foram descobertos pelo mesmo indivíduo, grupo de indivíduos, ou equipes, os nomes dos cometas recebiam um número após os nomes dos descobridores (mas só para cometas periódicos), assim temos os cometas Shoemaker-Levy 1-9. Hoje, grandes números de cometas descobertos por alguns instrumentos tornaram este sistema impraticável, e não se tem feito nenhum esforço para garantir que cada cometa tenha um nome único. Em vez disso, a designação sistemática de cometas é usada para evitar confusão.

Até 1994, os cometas recebiam uma designação provisória consistindo do ano de sua descoberta seguido por uma letra minúscula indicando sua ordem de descoberta naquele ano (por exemplo, o cometa 1969i (Bennett)) foi o nono cometa descoberto em 1969). Uma vez que o cometa tenha sido observado pelo periélio e sua órbita estabelecida, o cometa recebia uma designação permanente do ano de seu periélio, seguido por um numeral romano indicando sua ordem de passagem no periélio naquele ano, assim o cometa 1969i passou a ser o Cometa 1970 II (ele foi o segundo cometa a passar no periélio em 1970).[40]

O número cada vez maior de cometas descobertos tornou este processo problemático, e em 1994 a União Astronômica Internacional aprovou um novo sistema de nomenclatura. Os cometas agora recebem o nome do ano de sua descoberta seguidos por uma letra indicando a quinzena da descoberta e um número indicando a ordem de descoberta (um sistema parecido ao usado para asteroides), assim o quarto cometa descoberto na segunda quinzena de fevereiro de 2006 deve receber o nome de 2006 D4. Os prefixos são adicionados para indicar a natureza do cometa:

  • P/ indica um cometa periódico (definido como um cometa com período orbital menor que 200 anos ou com observações confirmadas em mais de uma passagem pelo periélio);
  • C/ indica um cometa não periódico (definido como qualquer cometa que não é periódico de acordo com a definição acima);
  • X/ indica um cometa para o qual não se tem uma órbita confiável calculada (geralmente cometas históricos);
  • D/ indica um cometa que se partiu ou foi perdido, referido como um cometa escuro ("dark");[41]
  • A/ indica um objeto que foi identificado por engano como cometa, mas é na verdade um asteroide.

Após a observação de sua segunda passagem pelo periélio, cometas periódicos também recebem um número indicando a ordem de sua descoberta.[42] Assim o cometa de Halley, o primeiro a ser identificado como periódico, possui a designação sistemática de 1P/1682 Q1. A designação do Cometa Halle-Bopp é C/1995 O1. Os cometas que recebem primeiro uma designação de asteroide mantêm esta, o que leva a alguns nomes estranhos como P/2004 EW38 (Catalina-LINEAR).

Existem apenas cinco objetos que aparecem tanto na lista de cometas quanto de asteroides: 2060 Chiron (95P/Chiron), 4015 Wilson-Harrington (107P/Wilson-Harrington), 7968 Elst-Pizarro (133P/Elst-Pizarro), 60558 Echeclus (174P/Echeclus), e 118401 LINEAR (176P/LINEAR).

História do estudo de cometas[editar | editar código-fonte]

Primeiras observações[editar | editar código-fonte]

Cometa Halley representado na Tapeçaria Bayeux que mostra o Rei Harold I sendo informado do Cometa Halley antes da Batalha de Hastings em 1066.

Antes da invenção do telescópio, os cometas pareciam vir do nada no céu e gradualmente desaparecer de vista. Eles eram normalmente considerados mensageiros anunciando a morte de reis ou nobres, ou de desgraças por vir, ou mesmo interpretados como ataques de seres celestiais contra os habitantes da Terra.[43] De fontes antigas, como os ossos oraculares chineses, sabe-se que suas aparições tem sido notadas pelos humanos por milênios. Algumas autoridades interpretam as "estrelas caindo" no Gilgamesh, o Apocalipse e o Livro de Enoque como referências a cometas, ou possivelmente bólidos.

Em seu primeiro livro Meteorologia, Aristóteles propôs que os cometas dominariam o Ocidente por cerca de dois mil anos. Ele rejeitou as ideias de vários filósofos que os cometas fossem planetas, ou um fenômeno relacionado aos planetas, por que enquanto os planetas tinham seu movimento confinado ao círculo do Zodíaco, os cometas apareciam em qualquer parte do céu.[44] Em vez disso, ele descreveu os cometas como sendo fenômenos da atmosfera superior da Terra, onde exalações quentes e secas se reuniam e ocasionalmente irrompiam em chamas. Aristóteles declarava que este mecanismo era responsável não só pelos cometas, mas também pelos meteoros, a aurora boreal, e mesmo a Via Láctea.[45]

Poucos filósofos clássicos discordaram de suas ideias sobre os cometas. Seneca o Jovem, em seu Questões Naturais, observou que os cometas se movem com regularidade pelo céu e não sofriam perturbações dos ventos, comportamento mais típico de fenômenos celestiais que fenômenos atmosféricos. Apesar de conceder que os outros planetas não aparecem fora do Zodíaco, ele não via motivo pelo qual um objeto planetário pudesse mover-se por qualquer parte do céu, o conhecimento da humanidade das coisas celestes era bastante limitado.[46] Entretanto, o ponto de vista aristotélico teve mais influências, e só após o século XVI que foi demonstrado que os cometas deveriam existir fora da atmosfera terrestre.

Em 1577, um cometa brilhante permaneceu visível por vários meses. O astrônomo dinamarquês Tycho Brahe usou medidas da posição do cometa feitas por ele e outros observadores, geograficamente separados, para determinar que o cometa não possuía uma paralaxe mensurável. Dentro da precisão das medições, isto implicava que o cometa deveria estar pelo menos quatro vezes mais distante da Terra do que a Lua.[47]

Um registro antigo famoso da aparição de um cometa é a aparição do cometa Halley na Tapeçaria Bayeux, que registra a Conquista Normanda da Inglaterra em 1066.[48]

Estudos orbitais[editar | editar código-fonte]

A órbita do cometa de 1680, desenhado em uma parábola, como mostrada no Principia de Isaac Newton.

Apesar de já ter sido demonstrado que os cometas pertenciam aos céus, a questão de como eles se moviam pelos céus foi debatida pela maior parte do século seguinte. Mesmo depois de Johannes Kepler ter determinado em 1609 que os planetas se movem em torno do Sol em órbitas elípticas, ele estava relutante em crer que as leis que governam o movimento dos planetas deveria também influenciar o movimento de outros corpos—ele acreditava que os cometas viajavam entre os planetas segundo linhas retas. Galileu Galilei, apesar de aceitar as ideias de Copérnico, rejeitou as medidas de paralaxe de Tycho e mantinha a noção aristotélica que os cometas moviam-se em linhas retas na atmosfera superior, conforme escreveu em Il Saggiatore.

A primeira sugestão de que as leis de Kepler para o movimento dos planetas também se aplicavam aos cometas foi feita por William Lower em 1610.[47] Nas décadas seguintes, outros astrônomos, incluindo Pierre Petit, Giovanni Borelli, Adrien Auzout, Robert Hooke, Johann Baptist Cysat, e Giovanni Domenico Cassini todos discutiram cometas curvando-se em direção ao Sol em caminhos elípticos ou parabólicos, enquanto outros, como Christian Huygens e Johannes Hevelius apoiavam o movimento linear dos cometas.[carece de fontes?]

O assunto foi resolvido pelo cometa brilhante descoberto por Gottfried Kirch em 14 de novembro de 1680. Astrônomos por toda a Europa anotaram sua posição por vários meses. Em 1681, o pastor saxão Georg Samuel Doerfel apresentou suas provas que os cometas eram corpos celestes em movimento parabólico com o Sol no foco. Então Isaac Netwon em seu Principia Mathematica de 1687, provou que um objeto movendo-se segundo a influência de sua lei do inverso quadrado da gravitação universal deveria seguir uma órbita com forma segundo uma secção de cônica, e demonstrou como ajustar a órbita do cometa a uma órbita parabólica, usando o cometa de 1680 como exemplo.[49]

Em 1705, Edmond Halley aplicou o método de Newton a vinte e três aparições cometárias que aconteceram entre 1337 e 1698. Ele notou que três delas, os cometas de 1531, 1607 e 1682 possuíam elementos orbitais similares, e conseguiu relacionar as pequenas diferenças em suas órbitas com perturbações gravitacionais causadas por Júpiter e Saturno. Confiante que estas três aparições eram três aparições do mesmo cometa, ele predisse que ele deveria aparecer novamente em 1758-9.[50] (Antes, Robert Hooke identificou o cometa de 1664 com o de 1618,[51] enquanto Jean-Dominique Cassini suspeitou da identidade dos cometas de 1577, 1665, e 1680.[52] Os dois estavam errados.) A data de retorno predita por Halley foi mais tarde refinada por uma equipe com três matemáticos franceses: Alexis Clairaut, Joeph Lalande, e Nicole-Reine Nepaute, que predisse a data do periélio do cometa de 1759 com precisão de um mês.[53] Quando o cometa retornou conforme predito, tornou-se conhecido como o Cometa Halley ou cometa de Halley (sua designação oficial é 1P/Halley). Sua próxima aparição será em 2061.

Entre os cometas com períodos curtos o suficiente que foram observados várias vezes dentro do registro histórico, o cometa Halley é o único que consistentemente tem sido brilhante o suficiente para ser visível a olho nu. Desde a confirmação da periodicidade do comta Halley, muitos outros cometas periódicos tem sido descobertos através do telescópio. O segundo cometa a ser descoberto que tinha uma órbita periódica foi o Cometa encke (designação oficial 2P/Encke). No período de 1819-1821 o matemático e físico alemão Johann Franz Encke computou as órbitas de uma série de aparições de cometas observadas em 1786, 1795, 1805, e 1818, concluindo que se tratava do mesmo cometa, e predisse sua aparição em 1822.[38] Em 1900, dezessete cometas foram observados em mais de uma passagem pelo periélio e reconhecidos como cometas periódicos. Em abril de 2006, 175 cometas receberam esta distinção, apesar de vários terem sido destruídos ou perdidos. Nas efemérides, os cometas são geralmente denotados pelos símbolo .

Estudos das características físicas[editar | editar código-fonte]

Cometas possuem órbitas elípticas. Note as duas caudas distintas: azul para a cauda de gás, e cinza para a cauda de poeira

Isaac Newton descreveu os cometas como corpos sólidos duráveis movendo-se em órbitas oblíquas, e suas caudas como finas nuvens de vapor emitidas pelo seu núcleo, incendiadas ou aquecidas pelo Sol. Newton suspeitava que os cometas eram a origem do componente que suporta a vida no ar. Newton também acreditava que os vapores liberados pelos cometas poderiam recuperar as massas de água dos planetas (que seriam gradualmente convertidas em solo pelo crescimento e apodrecimento das plantas), e a fonte de combustível do Sol.

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No início do século XVIII, alguns cientistas fizeram a hipótese correta da composição física dos cometas. Em 1755, Immanuel Kant fez a hipótese de que os cometas fossem compostos de uma substância volátil, cuja vaporização dava origem a suas aparições brilhantes próximo do periélio.[54] Em 1836, o matemático alemão Friedrich Wilhelm Bessel, depois de observar jatos de vapor na aparição de 1835 do Cometa Halley, propôs que as forças do jato do material evaporado poderiam ser grandes o suficiente para alterar de forma significante a órbita do cometa e alegou que os movimentos não-gravitacionais do Cometa Encke resultavam deste mecanismo.[55]

Entretanto, outra descoberta relativa a cometas colocou na sombra estas ideias por quase um século. Durante o período de 1864-1866 o astrônomo italiano Giovanni Schiaparelli calculou a órbita dos meteoros perseidas, e baseado em similaridades orbitais, corretamente hipotetizou que os perseidas eram fragmentos do Cometa Swift-Tuttle. A ligação entre os cometas e as chuvas de meteoros foi dramaticamente apontada quando em 1872, uma chuva de meteoros aconteceu na órbita do Cometa Biela, que foi observado se partindo em dois pedaços durante sua aparição de 1846, e nunca mais foi visto novamente após 1852.[39] Um modelo de estrutura de cometas tipo "bolo de pedregulhos" surgiu, de acordo com o qual os cometas consistem de grumos de objetos rochosos, cobertos com uma camada de gelo.

No meio do século vinte, este modelo sofreu com algumas limitações: em particular, ele falhou em explicar como um corpo que continha apenas um pouco de gelo continuava a apresentar uma vapor brilhante após várias passagens pelo periélio. Em 1950, Fred Lawrence Whipple propôs que, em vez de serem objetos rochosos contendo algum gelo, os cometas eram objetos de gelo contendo alguma poeira e rochas.[56] Este modelo da "bola de gelo sujo" logo tornou-se aceito. Ele foi confirmado quando uma armada de espaçonaves (incluindo a missão Giotto da Agência Espacial Europeia, e a Vega 1 e Vega 2 da União Soviética) passaram pela coma do cometa Halley em 1986 para fotografar o núcleo e observar os jatos de material evaporante (veja também o "debate sobre a composição do cometa" abaixo). A sonda americana Deep Space 1 passou próximo do núcleo do cometa Borrelly em 21 de setembro de 2001, e confirmou que as características do cometa Halley eram comuns a outros cometas também.

Supondo que os cometas se formaram no Sistema Solar exterior, acredita-se que a mistura radial de material durante o início da formação do Sistema Solar redistribuiu material pelo disco proto-planetário,[57] assim os cometas também contém grãos cristalinos que foram formados nas regiões quentes do Sistema Solar interior. Isto tem sido visto tanto no espectro dos cometas como nas missões que coletam amostras.

Cometa Wild 2 exibe jatos no lado luminoso e no lado escuro, relevos sólidos e é seco.

A Stardust, lançada em fevereiro de 1999, coletou partículas da coma do Cometa Wild 2 em janeiro de 2004, e retornou as amostras para a Terra em uma cápsula em janeiro de 2006. Claudia Alexander, uma cientista do programa Roseta do Jet Propulsion Laboratory da Nasa, que modelou os cometas por anos, relatou a space.com sobre seu espanto com o número de jatos, seu aspecto no lado escuro do cometa bem como no lado claro, sua capacidade de levantar grandes blocos de pedra da superfície do cometa e o fato que o cometa Wild 2 não é um bolo de sujeira levemente cimentadas.[58]

Missões espaciais futuras acrescentarão mais detalhes à nossa compreensão do que os cometas são feitos. Em julho de 2005, a sonda Deep Impact fez uma cratera no Cometa Tempel 1 para estudar seu interior. E em 2014, a sonda europeia Rosetta irá orbitar o cometa Churyumov-Gerasimenko e pousar uma pequena sonda em sua superfície.

A sonda Rosetta observou o evento da Deep Impact e com seu conjunto de instrumentos sensíveis para investigações cometárias, ele usou para observar o Tempel 1 antes, durante e após o impacto. A uma distância de cerca de 80 milhões de quilômetros do cometa, Rosetta era a única espaçonave além da própria Deep Impact a ver o cometa.

Discussão sobre a composição dos cometas[editar | editar código-fonte]

O Cometa Borrelly apresenta jatos de gás, mas é quente e seco.

Prossegue o debate sobre quanto gelo há em um cometa. Em 2001, a equipe da Nasa do Deep Space 1, trabalhando com o Jet Propulsion Lab da Nasa, obteve imagens de alta resolução da superfície do Cometa Borrelly. Eles anunciaram que o cometa Borrely exibia jatos distintos, mas ainda assim possuía uma superfície quente e seca. A presunção de que o cometa contém água e gelo levou o Dr. Laurence Soberblom do U. S. Geological Survey a dizer "O espectro sugere que a superfície é quente e seca. É surpreendente que não vimos traços de gelo". Entretanto, ele sugeriu que o gelo está provavelmente escondido abaixo da crosta já que "ou a superfície foi seca pelo aquecimento solar e maturação ou talvez o material extremamente escuro que cobre a superfície do Borrelly mascara qualquer traço de gelo superficial".[59]

A recente missão Deep Impact também apresentou resultados sugerindo que a maioria da água do cometa estava abaixo da superfície, e que estes reservatórios alimentam os jatos de água vaporizada que formam a cauda do Tempel 1.[60]

Entretanto, dados mais recentes da missão Stardust mostraram que o material recuperado da cauda do cometa Wild 2 era cristalino e só poderia ter "nascido no fogo".[61] [62] Mais recentemente ainda, os materiais recuperados demonstram que "a poeira cometária é semelhante ao material dos asteroides".[63] Estes novos resultados forçaram os cientistas a repensar a natureza dos cometas e sua distinção dos asteroides.[64]

Cometas notáveis[editar | editar código-fonte]

Grandes cometas[editar | editar código-fonte]

Apesar de centenas de pequenos cometas passarem pelo sistema solar interior todos os anos, bem poucos são notados pelo público em geral. A cada década, aproximadamente, um cometa se torna brilhante o suficiente para ser notado por um observador casual. Estes cometas geralmente são chamados de Grandes Cometas. No passado, cometas brilhantes geralmente causavam pânico e histeria na população, sendo considerados como mensageiros de más notícias. Mais recentemente, durante a passagem de 1910 do Cometa Halley, a Terra atravessou a cauda do cometa, e erroneamente várias reportagens de jornais inspiraram o medo que o cianogênio na cauda poderia envenenar milhões,[65] enquanto que a aparição do Cometa Hale-Bopp serviu de motivo para o suicídio em massa do culto Heaven's Gate. Para a maioria das pessoas, entretanto, um grande cometa é simplesmente um belo espetáculo.

Predizer se um cometa será um grande cometa é notoriamente difícil, já que muitos fatores podem fazer com que o brilho do cometa seja drasticamente diferente do previsto. Em termos gerais, se um cometa possui um núcleo grande e ativo, irá passar perto do Sol, e não será obscurecido pelo Sol conforme é visto da Terra quando estiver no máximo do brilho, ele tem uma chance de se tornar um grande cometa. Entretanto, o Cometa Kohoutek em 1973 atendia a todos os critérios e esperava-se que fosse espectacular, mas falhou para tal. O Cometa West, que aparece três anos mais tarde, gerou bem menos expectativas (talvez por que os cientistas estavam mais cautelosos em relação a predições do brilho depois do fiasco do Kohoutek), mas acabou sendo um cometa bastante impressionante.[66]

O final do século XX viu um intervalo bem grande sem a aparição de nenhum grande cometa, seguido pela chegada de dois em rápida sucessão - Cometa Hyakutake em 1996, seguido pelo Hale-Bopp, que atingiu o brilho máximo em 1997, tendo sido descoberto dois anos antes. O primeiro grande cometa do século XXI foi o Cometa McNaught, que se tornou visível ao olho nu em janeiro de 2007. Ele foi o mais brilhante em mais de 40 anos.

Cometas rasantes[editar | editar código-fonte]

Um cometa rasante é um cometa que passa muito perto do Sol no periélio, algumas vezes a poucos milhares de quilômetros da superfície do Sol. Enquanto pequenos cometas rasantes podem evaporar completamente durante uma passagem próxima ao Sol, cometas rasantes maiores podem sobreviver a muitas passagens ao periélio. Entretanto, as forças de maré extremas a que eles são submetidos geralmente causam sua fragmentação.

Cerca de 90% dos cometas rasantes observados pelo SOHO são membros do grupo Kreutz, todos eles se originando de um cometa gigante que se partiu em muitos cometas menores em sua primeira passagem pelo sistema solar interior.[67] Os 10% restantes contém alguns cometas rasantes esporádicos, mas quatro outros grupos de cometas relacionados foram identificados entre eles: o grupo Kracht, grupo Kracht 2a, grupo Marsden e grupo Meyer. Os grupos Marsden e Kracht parecem estar ambos relacionados ao Comet 96P/Machholz, que também é parente de duas chuvas de meteoros, os Quadrantídeos e os Arietídeos.[68]

Cometas incomuns[editar | editar código-fonte]

A órbita quasi-circular do cometa 29P/Schwassmann-Wachmann comparada com Júpiter e Saturno.

Dos milhares de cometas conhecidos, alguns são bastante incomuns. O Cometa Encke tem sua órbita saindo de fora do cinturão de asteroides principais, indo para dentro da órbita do planeta Mercúrio, enquanto o cometa 29P/Schwassmann-Wachmann atualmente está em uma órbita quase circular totalmente entre as órbitas de Júpiter e Saturno.[69] 2060 Chiron, cuja órbita instável está entre Saturno e Urano, originalmente foi classificado como um asteroide até que uma tênue cauda foi detectada.[70] De forma semelhante, o Cometa Shoemaker-Levy 2 originalmente foi designado como um asteroide 1990 UL3.[71] Acredita-se que aproximadamente 6% dos asteroides próximos da Terra sejam núcleos de cometas extintos que não apresentam mais jatos de gás.[25]

Alguns cometas foram observados se partindo durante sua passagem pelo periélio, incluindo os grandes cometas West e Ikeya-Seki. O cometa Biela foi um exemplo significante, partindo-se em dois durante sua passagem no periélio em 1846. Os dois cometas foram vistos separadamente em 1852, mas nunca mais depois disto. Em vez disso, uma chuva de meteoros espetacular foi vista em 1872 e em 1885 quando o cometa deveria estar visível. Um chuva de meteoros mais fraca, os Andromedídeos, acontece anualmente em Novembro, e é causada pela passagem da Terra pela órbita do Biela.[72]

Outra disrupção cometária significante foi a do Cometa Shoemaker-Levy 9, que foi descoberto em 1993. Na época de sua descoberta, o cometa estava orbitando em torno de Júpiter, tendo sido capturado pelo planeta durante uma passagem próxima em 1992.[73] Esta passagem próxima partiu o cometa em centenas de pedaços, e em um período de 6 dias em julho de 1994, estes pedaços atingiram a atmosfera de Júpiter - a primeira vez que os astrônomos observaram a colisão entre dois objetos no Sistema Solar.[74] Existe também a suspeita que o objeto responsável pelo Evento Tunguska em 1908 tenha sido um fragmento do Cometa Encke.[75]

Observação[editar | editar código-fonte]

Exemplo do caminho de um cometa desenhado por um software planetário (Sky Map Pro)

Um novo cometa pode ser descoberto fotograficamente usando um telescópio de grande abertura ou visualmente com um binóculo. Entretanto, mesmo sem ter acesso a equipamento ópticos, ainda é possível ao astrônomo amador descobrir um cometa rasante baixando imagens acumuladas por algum observatório em órbita como a Sonda Soho[76] .

Cometas visíveis a olho nu são bem pouco frequentes, mas cometas que ficam bem visíveis em telescópios de amadores (50 mm a 100 cm) acontecem com bastante frequência—geralmente várias vezes por ano, ocasionalmente com mais de um visível no céu ao mesmo tempo. Os programas astronômicos disponíveis podem desenhar a órbita destes cometas conhecidos. Entretanto, de noite para noite, eles podem se mover vários graus, que é a razão pela qual os observadores acham útil ter um mapa do céu como o que está ilustrado.

O tipo de imagem apresentada pelo cometa depende de sua composição e do quão perto ele chega do Sol. Como a volatilidade do material cometário diminui conforme ele fica mais distante do Sol, o cometa fica cada vez mais difícil de observar como função não apenas da distância, mas da diminuição progressiva e eventual desaparecimento de sua cauda e dos elementos refletivos que ela carrega. Os cometas são mais interessantes quando seu núcleo é brilhante e eles apresentam uma longa cauda, que para ser vista às vezes exige um campo grande de vista melhor provido pro telescópios menores. Desta forma, muitos instrumentos amadores grandes (aberturas de 25 cm ou maior) que possuem um alcance maior para luz mais fraca não necessariamente conferem vantagem na hora de ver cometas. A oportunidade para ver cometas espetaculares com instrumentos de abertura relativamente pequena, no intervalo de 8 cm a 15 cm é mais frequente do que se poderia pensar a partir da pouca atenção que eles recebem da imprensa.

Em resumo, ao longo do ano sempre existem cometas para serem observados. No entanto muitos deles possuem brilho fraco, que só pode ser detectados através de instrumentos com objectiva superior a 20 cm. Quando um cometa atinge magnitude 10, ele já pode ser visível através de instrumentos com abertura de 15 cm. Cometas com magnitude visual entre 5 e 9 são observados por meio de binóculos. Já os cometas mais brilhantes que magnitude 5 podem ser vistos a olho nu, mas deve-se ter o cuidado de escolher locais longe da poluição luminosa das grandes cidades para poder detectar o cometa. Em séculos passados os cometas eram muito bem observados pelo fato de não haver poluição luminosa. Era possível observar cometas a olho nu no centro de Paris, por exemplo, onde há o Observatório nesta cidade. Atualmente mesmo os cometas mais brilhantes tem seu brilho ofuscado pelas luzes das cidades.

Cometas na cultura popular[editar | editar código-fonte]

Cometa McNaught, o primeiro grande cometa do século XXI.

A maneira que os cometas são representados na cultura popular está firmemente ligada à longa tradição ocidental de vê-los como mensageiros da destruição e como presságios de mudanças mundiais.[77] O Cometa Halley sozinho causou publicações temerosas ou excitadas de todos os tipos em cada uma das vezes que apareceu. Tem sido especialmente notado que o nascimento e morte de alguma personalidade notável coincide com aparecimentos separados do cometa, como o escritor Mark Twain (que especulou corretamente que ele "iria embora com o cometa" em 1910)[77] e Eudora Welty, à cuja vida Mary Chapin Carpenter dedicou a música Halley Came to Jackson.[77]

Na ficção científica, o impacto de cometas tem sido apresentado como uma ameaça a ser vencida pela tecnologia e heroísmo (Deep Impact (filme), 1998), ou como o gatilho de um apocalipse global (Lucifer's Hammer, 1979) ou por hordas de zumbis (Night of the Comet, 1984).[77] Quase impactos foram usados por Júlio Verne em Off on a Comet e Tove Jansson em Comet in Moominland, enquanto uma expedição humana visita o Cometa Halley na novela de Arthur C. Clarke 2061: Odisseia três.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

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Ligações externas[editar | editar código-fonte]