Cometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák surpreende no Sistema Solar com inversão de rotação

Um cometa que cruzava velozmente o Sistema Solar deixou os cientistas boquiabertos ao apresentar um comportamento que eles nunca tinham observado.

No início de 2017, o cometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák passou pelo seu periélio - a aproximação mais próxima do Sol em sua órbita de 5,4 anos.

Durante esse período, a sua rotação pareceu desacelerar até parar completamente e, muito provavelmente, retomar depois no sentido oposto, segundo o astrónomo David Jewitt, da Universidade da Califórnia, Los Angeles.

A inversão em si não é o aspecto mais estranho: alterações na rotação de cometas podem ocorrer quando esses corpos gelados se aproximam do Sol. O que surpreendeu, neste caso, foi a rapidez e a intensidade com que a mudança aconteceu.

"O recorde anterior de desaceleração de rotação de um cometa era de 103P/Hartley 2, que reduziu a sua rotação de 17 para 19 horas ao longo de 90 dias", afirmou o astrónomo Dennis Bodewits, da Universidade de Maryland, ao descrever a fase de desaceleração em 2018.

"Em contraste, 41P desacelerou mais de 10 vezes esse valor em apenas 60 dias, de modo que tanto a amplitude como a taxa desta mudança é algo que nunca vimos antes."

O que aconteceu no periélio de 2017 do cometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák

A sequência observada foi a seguinte. Registos feitos em março de 2017 indicavam que o período de rotação do 41P era de cerca de 20 horas. Em maio, a rotação já tinha abrandado para mais do dobro desse tempo, com uma volta a cada 53 horas, aproximadamente.

Em dezembro, porém, ocorreu algo realmente invulgar. O período de rotação do cometa tinha encurtado para 14,4 horas - uma alteração que, na avaliação de Jewitt, é mais bem explicada se o cometa tiver reduzido a rotação até zero algures por volta de junho de 2017 e, em seguida, invertido o sentido.

Por que a rotação pode inverter tão rápido

Em teoria, o mecanismo é relativamente simples. Cometas são aglomerados irregulares de rocha e gelo que passam grande parte do seu período orbital apenas seguindo a trajetória. No entanto, ao aproximarem-se do Sol, o gelo no interior do corpo começa a passar diretamente para gás - processo conhecido como sublimação.

Com isso, jatos e géiseres irrompem, lançando vapor para o espaço. Cada jato aplica um torque ao núcleo do cometa. É por esse motivo que muitos cometas alteram a rotação ao longo da órbita solar; alguns chegam a acelerar tanto que se desintegram por completo.

Além disso, a rotação de um cometa pequeno muda com mais facilidade do que a de um cometa grande. Com aproximadamente 1 quilómetro de largura - algo como 10 campos de futebol alinhados de ponta a ponta - o 41P é pequeno o suficiente para que esses jatos de gás tenham um efeito desproporcional.

Se o aquecimento pelo Sol tiver ocorrido de forma desigual, ou se a distribuição de gelo no corpo for assimétrica, então a inversão rápida pode ser descrita matematicamente sem grande dificuldade.

O que ainda falta medir e o que isso pode indicar

Ainda assim, permanece uma incógnita importante. As medições de curva de luz feitas para o 41P permitem estimar a sua taxa de rotação, mas não revelam o sentido da rotação.

Jewitt chegou às suas conclusões ao representar as curvas de luz juntamente com novas estimativas do tamanho do cometa, calculadas a partir de dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble. Segundo ele, só foi possível obter um encaixe contínuo e coerente entre os conjuntos de dados se a rotação tivesse diminuído até zero e depois mudado de sentido.

"As alterações rápidas observadas são consequências naturais de torques gerados por voláteis libertados por desgaseificação a atuar sobre o núcleo muito pequeno", escreve Jewitt na sua pré-publicação, que ainda não foi revista por pares.

Jewitt também concluiu que, se a rotação do 41P continuar a evoluir ao ritmo visto em 2017, o cometa pode acabar por se fragmentar em poucas décadas. Ainda não se sabe se isso vai acontecer. Não existem taxas de rotação publicadas referentes ao periélio de setembro de 2022. A próxima oportunidade para medir a sua rotação será no periélio de 2028.

Os cometas estão entre os vestígios mais fascinantes do início do Sistema Solar. São frágeis e mudam rapidamente, mas, de algum modo, continuam presentes 4,5 mil milhões de anos após a formação do Sistema Solar.

As transformações exibidas pelo 41P ao longo de 2017, e também nas décadas anteriores, sugerem que ele pode ser o remanescente de um cometa muito maior, gradualmente desgastado pela sua longa e lenta dança com o Sol.

Os resultados estão disponíveis no arXiv.