Os dados foram obtidos há mais de um ano, quando a sonda Roseta analisou a superfície do já famoso cometa 67P/Churiumov-Gerasimenko usando o instrumento Virtis, um espectrómetro especializado para a leitura de luz na região do visível e do infravermelho. Mas só agora é que os resultados foram divulgados: há grãos de gelo de água com dois milímetros nestes locais.

Apesar de a Roseta, da Agência Espacial Europeia (ESA, sigla em inglês), já ter identificado vapor de água libertado do 67P e a formação cíclica de gelo à superfície, até agora nunca se tinha encontrado gelo de longa duração na sua superfície. A descoberta tem implicações na compreensão dos processos geológicos do sistema solar, explica o estudo publicado nesta semana na revista Nature.

O artigo começa como uma história geográfica: “Localizada na parte inferior do lóbulo maior do 67P/Churiumov-Gerasikmenko, a planície Imhotep é caracterizada por ter um terreno liso com uma área de um por 1,5 quilómetros preenchida com um pó muito fino. A região é circunscrita por estruturas elevadas, algumas delas com uma forma circular com paredes bem definidas, que sofreram erosão e perda de massa nas partes laterais. As câmaras de navegação da Roseta identificaram pedaços de solo com albedo brilhante nas paredes de duas daquelas estruturas”, lê-se no artigo de Gianrico Filacchione, do Instituto Nacional de Astrofísica da Itália, e de mais algumas dezenas de autores.

Estes dois “pedaços de solo com albedo brilhante” chamaram a atenção dos cientistas. O albedo é a luz reflectida por um material. Estas regiões brilhantes reflectiam mais luz do que a superfície em volta, evidenciando-se. Ou seja, elas continham substâncias que não existiam no solo ao seu redor e que estavam a reflectir mais luz. Seria água no estado sólido? É aqui que o instrumento Virtis (espécie de acrónimo para Espectrómetro de Imagem Térmica no Visível e Infravermelho), da Roseta – que saiu da Terra em 2004 e alcançou o cometa em Agosto de 2014 –, entrou em acção.

Entre Setembro e Novembro de 2014, o instrumento analisou a luz infravermelha reflectida destes dois pedaços de solo. O resultado mostrou que cerca de 4,6% da superfície era composto por grãos de gelo de água, que estarão a uma temperatura de 120 graus negativos. O resto (95,4%) é material escuro. Parte dos grãos de gelo têm cerca de dois milímetros, outra parte dos grãos são microscópicos com dezenas de micrómetros (um milímetro é igual a 1000 micrómetros).

Segundo os autores, os dois tipos de grãos originaram-se devido a fenómenos diferentes. Os grãos microscópicos formaram-se durante a condensação rápida do vapor de água durante a rotação do cometa. Para compreender este fenómeno é preciso recordar o movimento deste cometa no sistema solar.

O 67P tem uma órbita elíptica que começa perto de Júpiter e vai até a um ponto no espaço entre a órbita de Marte e da Terra. Ao aproximar-se do Sol, o cometa recebe mais energia, que penetra no seu núcleo, aquecendo-o até uma certa profundidade. Este calor faz sublimar o gelo que está no interior em vapor de água, que se liberta para o espaço. No entanto, como o cometa gira sobre si próprio, regiões que estão expostas ao Sol durante algumas horas ficam, de repente, à sombra. Esta mudança faz diminuir em muito a temperatura, condensando o vapor de água, que se estava a libertar do interior do núcleo, em minúsculos grãos de gelo mais à superfície.

Já os grãos de gelo maiores aparecem ali devido à “exposição ocasional de camadas mais profundas que foram sujeitas a uma história mais complexa”, explicam os autores no artigo. Estes grãos formam-se em profundidade graças à criação de cristais de gelo secundários. Estes cristais podem ser produzidos a partir do vapor de água que se difunde pelo interior do cometa e acaba por se condensar ou pela aglomeração de grãos de gelo microscópicos. Os dois processos só acontecem quando há calor vindo do Sol a penetrar no interior do núcleo.

A descoberta tem implicações profundas na geologia do cometa. Estes processos de sublimação e de condensação do vapor de água no interior do núcleo criam novas camadas. Por isso, a estratificação que já foi observada no 67P não resulta da formação original do cometa, mas dos processos geológicos que ocorreram enquanto o cometa foi percorrendo as suas órbitas, revelando mais um aspecto da complexa vida do sistema solar.