Observações feitas logo após a chegada da sonda Rosetta ao seu cometa alvo, em 2014, forneceram a confirmação definitiva da presença de gelo de água. Embora o vapor de água seja o principal gás observado a fluir do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, acredita-se que a maior parte do gelo venha de debaixo da crosta do cometa, já que pouquíssimos exemplos de gelo de água exposto foram encontrados à superfície.

No entanto, uma análise detalhada realizada pelo instrumento de infravermelhos VIRTIS da Rosetta revela a composição da camada superior do cometa, revestido principalmente por um material escuro, seco e rico em termos orgânicos, mas com uma pequena quantidade de gelo de água misturado.

Neste estudo mais recente, que se foca em rastreios realizados entre setembro e novembro de 2014, a equipa confirma que duas áreas da região de Imhotep, com várias dezenas de metros de diâmetro e que surgem como manchas brilhantes em luz visível, incluem de facto uma quantidade significativa de gelo de água. O gelo é associado a paredes rochosas e à queda de detritos e, na altura, estava a uma temperatura média de cerca de -120ºC.

Descobriu-se que a água pura de gelo ocupa, nestas regiões, cerca de 5% de cada pixel da área de amostragem, sendo o restante constituído pelo material escuro e seco. A abundância de gelo foi calculada comparando medições em infravermelhos do VIRTIS com modelos que estudam de que modo os grãos de gelo de tamanhos diferentes podem estar misturados num pixel.

Os dados revelam duas diferentes populações de grãos: uma tem várias dezenas de micrómetros de diâmetro e a outra é maior, com cerca de 2 mm. Estes tamanhos contrastam com os grãos muito pequenos, com apenas alguns micrómetros de diâmetro, encontrados na região de Hapi, no "pescoço" do cometa, tal como foi observado pelo VIRTIS num estudo diferente.

"Várias populações de grãos de gelo na superfície do cometa implicam diferentes mecanismos de formação, e também diferentes escalas de tempo de formação," disse Gianrico Filacchione, principal autor do estudo, publicado na revista Nature.

Em Hapi, os grãos muito pequenos estão associados a uma fina camada de "geada" que se forma, como parte do ciclo diário de gelo, devido à condensação rápida nesta região a cada rotação do cometa - de pouco mais de 12 horas.

"Por outro lado, pensamos que as camadas de grãos de tamanhos maiores, da ordem dos milímetros e que vemos em Imhotep têm uma história mais complexa. É provável que se tenham formado lentamente, ao longo do tempo, e que sejam apenas ocasionalmente expostas através da erosão," disse Gianrico.

Assumindo um tamanho típico de dezenas de micrómetros para os grãos de gelo à superfície, como também se infere de outros cometas, então as observações de grãos com milímetros podem ser explicadas pelo crescimento de cristais de gelo secundários.

Uma maneira de isto poder ocorrer é através da compactação dos grão de gelo por “sinterização”. Outra forma é por "sublimação", em que o calor do Sol penetra na superfície provocando a evaporação de gelo soterrado. Algum do vapor de água resultante pode escapar do núcleo, mas uma fração significativa volta a condensar-se em camadas logo abaixo da superfície.

Esta ideia é sustentada por experiência de laboratório que simulam o comportamento da sublimação do gelo soterrado sob a poeira, aquecido pela luz solar. Os testes mostram que mais de 80% do vapor de água libertado não consegue subir através do manto de poeira e é depositado sob a superfície.

A energia adicional para a sublimação também pode ser fornecida por uma transformação na estrutura do gelo a nível molecular. A baixas temperaturas como as observadas em cometas, o gelo amorfo pode transformar-se em gelo cristalino, libertando no processo energia.

"O crescimento de grãos de gelo pode levar à criação de camadas ricas em gelo no subsolo, com vários metros de espessura, que podem afetar a estrutura em larga escala, a porosidade e as propriedades térmicas do núcleo," disse Fabrizio Capaccioni, investigador principal do VIRTIS.

"As finas camadas ricas em gelo que vemos expostas junto à superfície podem ser uma consequência da atividade e evolução do cometa, o que implica que a estratificação global não ocorre necessariamente no início da história de formação do cometa."

"Compreender que caraterísticas do cometa restam da sua formação e quais foram criadas durante a sua evolução é um desafio, mas é por isso que estamos a estudar um cometa tão de perto: para tentarmos descobrir que processos são importantes em diferentes estágios do seu tempo de vida," acrescentou Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta.

Os investigadores estão agora a analisar dados da missão capturados mais tarde, à medida que o cometa se aproximou do Sol, em meados de 2015, para verem como evoluiu a quantidade de gelo exposto à superfície com o aumento da temperatura.

Fonte da notícia: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta/Exposed_ice_on_Rosetta_s_comet_confirmed_as_water