p Quando o cometa de Rosetta se aproximou de seu período mais ativo no ano passado, a espaçonave avistou gelo de dióxido de carbono - nunca antes visto em um cometa - seguido pelo surgimento de duas manchas invulgarmente grandes de gelo de água. p A camada de gelo de dióxido de carbono cobria uma área comparável ao tamanho de um campo de futebol, enquanto as duas manchas de gelo de água eram maiores do que uma piscina olímpica e muito maiores do que quaisquer sinais de gelo de água previamente vistos no cometa.

p As três camadas de gelo foram todas encontradas na mesma região, no hemisfério sul do cometa.

p Uma combinação da forma complexa do cometa, seu caminho alongado em torno do Sol e a inclinação substancial de seu giro, as estações são distribuídas desigualmente entre os dois hemisférios do Cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko de lóbulo duplo.

p Quando Rosetta chegou em agosto de 2014, o hemisfério norte ainda estava passando por seu verão de 5,5 anos, enquanto o hemisfério sul estava no inverno e grande parte dele estava envolto em trevas.

p Contudo, pouco antes da aproximação do cometa ao Sol em agosto de 2015, as estações mudaram e o hemisfério sul experimentou um verão breve, mas intenso, expor esta região à luz solar novamente.

p No primeiro semestre de 2015, conforme o cometa se tornava cada vez mais ativo, Rosetta observou o vapor de água e outros gases saindo do núcleo, levantando sua capa empoeirada e revelando alguns dos segredos gelados do cometa.

p Em particular, em duas ocasiões no final de março de 2015, Rosetta está visível, espectrômetro infravermelho e de imagem térmica, VIRTIS, encontraram uma grande mancha de gelo de dióxido de carbono na região de Anhur, no hemisfério sul do cometa.

p Esta é a primeira detecção de dióxido de carbono sólido em qualquer cometa, embora não seja incomum no Sistema Solar - é abundante nas calotas polares de Marte, por exemplo.

p "Sabemos que os cometas contêm dióxido de carbono, que é uma das espécies mais abundantes em atmosferas cometárias depois da água, mas é extremamente difícil observá-lo em forma sólida na superfície, "explica Gianrico Filacchione do INAF-IAPS Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali da Itália, quem conduziu o estudo.

p No ambiente do cometa, dióxido de carbono congela a -193 ° C, muito abaixo da temperatura em que a água se transforma em gelo. Acima desta temperatura, ele muda diretamente de um sólido para um gás, dificultando sua detecção na forma de gelo na superfície.

p Por contraste, gelo de água foi encontrado em vários cometas, e Rosetta detectou muitos pequenos patches em várias regiões.

p "Esperávamos encontrar sinais de gelo de dióxido de carbono e já estávamos procurando há um bom tempo, mas foi definitivamente uma surpresa quando finalmente detectamos sua assinatura inconfundível, "acrescenta Gianrico.

p O remendo, consistindo em uma pequena porcentagem de gelo de dióxido de carbono combinado com uma mistura mais escura de poeira e material orgânico, foi observada em dois dias consecutivos em março. Este foi um golpe de sorte:quando a equipe olhou para aquela região novamente cerca de três semanas depois, ele se foi.

p Supondo que todo o gelo tenha se transformado em gás, os cientistas estimaram que o patch de 80 m × 60 m continha cerca de 57 kg de dióxido de carbono, correspondendo a uma camada de 9 cm de espessura. Sua presença na superfície é provavelmente um caso raro isolado, com a maior parte do gelo de dióxido de carbono confinado a camadas mais profundas do núcleo.

p Gianrico e seus colaboradores acreditam que a mancha de gelo data de alguns anos atrás, quando o cometa ainda estava nas regiões frias do Sistema Solar exterior e o hemisfério sul estava experimentando seu longo inverno. Naquela hora, parte do dióxido de carbono ainda exalando do interior do núcleo condensado na superfície, onde permaneceu congelado por muito tempo, e vaporizado apenas quando a temperatura local finalmente aumentou novamente em abril de 2015.

p Isso revela um ciclo sazonal de gelo de dióxido de carbono, que se desenrola ao longo da órbita de 6,5 anos do cometa, em oposição ao ciclo diário de gelo de água, também detectado por VIRTIS logo após a chegada de Rosetta.

p Interessantemente, logo depois que o gelo de dióxido de carbono desapareceu, A câmera de ângulo estreito OSIRIS da Rosetta detectou duas manchas invulgarmente grandes de gelo de água na mesma área, entre as regiões do sul de Anhur e Bes.

p "Já tínhamos visto muitas manchas de tamanho de um metro de gelo de água exposto em várias regiões do cometa, mas as novas detecções são muito maiores, medindo cerca de 30 m × 40 m cada, e eles persistiram por cerca de 10 dias antes de desaparecerem completamente, "diz Sonia Fornasier do LESIA – Observatoire de Paris e Université Paris Diderot, França, cientista líder do estudo com foco nas variações sazonais e diárias de cores da superfície.

p Essas áreas ricas em gelo aparecem como porções muito brilhantes da superfície do cometa, refletindo uma luz de cor mais azul em comparação com os arredores mais vermelhos. Os cientistas fizeram experiências com misturas de poeira e gelo de água para mostrar que, conforme a concentração de gelo neles aumenta, a luz refletida torna-se gradualmente mais azul na cor, até chegar a um ponto onde quantidades iguais de luz são refletidas em todas as cores.

p Os dois patches detectados recentemente contêm 20-30% de gelo de água misturado com material mais escuro, formando uma camada de até 30 cm de espessura de gelo sólido. Um deles provavelmente estava escondido sob a camada de gelo de dióxido de carbono revelada pelo VIRTIS cerca de um mês antes.

p "Em uma escala global, também descobrimos que toda a superfície do cometa ficava cada vez mais azul à medida que se aproximava do Sol e a intensa atividade levantava grandes quantidades de poeira, expondo mais terreno rico em gelo por baixo, "explica Sonia.

p Conforme o cometa se afastou do Sol, os cientistas observaram a cor geral da superfície do cometa se tornando gradualmente mais vermelha novamente.

p Eles também revelaram variações locais de cor, indicativo do ciclo diário de gelo de água. Transformando-se rapidamente em vapor de água quando exposto à luz solar durante o dia local, ele se condensou de volta em finas camadas de geada e gelo conforme a temperatura diminui após o pôr do sol, apenas para vaporizar novamente no dia seguinte.

p A distribuição do gelo de água abaixo da superfície empoeirada do cometa parece amplamente, mas não uniformemente espalhada, com pequenas manchas pontuando o núcleo, aparecendo e desaparecendo como resultado da atividade do cometa.

p Ocasionalmente, porções maiores e mais grossas de gelo também são descobertas, datando de uma abordagem anterior do sol.

p "Esses dois estudos do conteúdo de gelo do cometa estão revelando novos detalhes sobre a composição e a história do núcleo, "diz Matt Taylor, Cientista do projeto ESA Rosetta.

p "Enquanto a parte do vôo da missão acabou, a exploração científica da enorme quantidade de dados coletados pela Rosetta continua. "

p "Exposição sazonal de gelo de dióxido de carbono no núcleo do cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko" por G. Filacchione et al. e "O cometa de Rosetta 67P / Churyumov-Gerasimenko lança seu manto empoeirado para revelar sua natureza gelada" por S. Fornasier et al. são publicados no jornal Ciência .