O cometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák e a inversão inesperada da rotação no Sistema Solar

Um cometa a atravessar rapidamente o Sistema Solar deixou os cientistas espantados ao exibir um comportamento nunca antes observado.

No início de 2017, o cometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák realizou a sua aproximação ao Sol com um período de 5,4 anos, atingindo o periélio.

À medida que isso acontecia, a sua rotação pareceu abrandar até parar por completo e, muito provavelmente, retomou depois no sentido oposto - de acordo com o astrónomo David Jewitt, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles.

O que tornou o caso do cometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák tão fora do comum

A inversão em si não é a parte mais surpreendente; sabe-se que, por vezes, a rotação dos cometas muda quando estes corpos gelados se aproximam do Sol. O que realmente se destaca é a rapidez e a dimensão com que a mudança ocorreu.

"O recorde anterior de abrandamento da rotação de um cometa pertencia ao 103P/Hartley 2, que desacelerou 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 abrandamento em 2018.

"Em contrapartida, o 41P abrandou mais de 10 vezes esse valor em apenas 60 dias, pelo que tanto a amplitude como a velocidade desta alteração são algo que nunca tínhamos visto antes."

A sequência de observações em 2017

A cronologia dos acontecimentos é a seguinte. Observações recolhidas 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 valor, com uma rotação a cada aproximadamente 53 horas.

Em dezembro, no entanto, ocorreu algo verdadeiramente estranho. O período de rotação do cometa tinha diminuído para 14,4 horas - uma alteração que, na perspetiva de Jewitt, se explica melhor se a rotação tiver parado totalmente algures por volta de junho de 2017 e, depois, mudado de sentido.

Porque é que um cometa pode travar e inverter a rotação: sublimação, jatos e binário

Em teoria, este comportamento é relativamente simples de enquadrar. Os cometas são agregados irregulares de rocha e gelo que passam a maior parte do seu período orbital a deslocar-se sem grandes alterações. Porém, quando se aproximam do Sol, o gelo nos seus corpos começa a passar diretamente para gás, um processo conhecido como sublimação.

Deste modo, jatos e géiseres entram em atividade, projetando vapor para o espaço. Cada um desses jatos aplica um binário ao núcleo do cometa. É por isso que tantos cometas alteram a rotação ao longo da sua órbita em torno do Sol - alguns aceleram tanto que acabam por se desintegrar.

Há ainda outro fator: a rotação de um cometa pequeno tende a mudar com mais facilidade do que a de um cometa maior. Com cerca de um quilómetro de largura - aproximadamente o comprimento de 10 campos de futebol colocados ponta a ponta - o 41P é suficientemente pequeno para que esses jatos de gás produzam um efeito desproporcionado.

Se o Sol o aqueceu de forma desigual, ou se a distribuição do gelo no corpo do cometa for assimétrica, então a sua inversão rápida torna-se relativamente simples de explicar do ponto de vista matemático.

A incerteza: as curvas de luz mostram a velocidade, mas não o sentido

Ainda assim, permanece uma pequena incógnita. As medições de curvas de luz efetuadas ao 41P permitem estimar a sua velocidade de rotação, mas não indicam o sentido em que gira.

Jewitt chegou às suas conclusões ao representar graficamente as curvas de luz em conjunto com novas estimativas do tamanho do cometa, calculadas a partir de dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble. Segundo ele, só foi possível fazer com que os resultados se encaixassem de forma contínua se a rotação do cometa tivesse desacelerado até zero e, depois, invertido.

"As alterações rápidas observadas são consequências naturais de binários 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.

O que pode acontecer a seguir

Jewitt concluiu que, se a rotação do 41P continuar a evoluir ao ritmo observado em 2017, o cometa poderá acabar por se desfazer em apenas algumas décadas. Para já, não se sabe se esse será o caso. Não existem taxas de rotação publicadas relativas 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, ainda assim, continuam aqui 4,5 mil milhões de anos depois de o Sistema Solar se ter formado.

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

Os resultados estão disponíveis no arXiv.