Engenheiros e cientistas se reuniram em torno de uma tela em uma sala de operações do Laboratório de Pesquisa Naval em Washington, D.C., ansiosos para colocar seus olhos nos primeiros dados da espaçonave STEREO da NASA. Era janeiro de 2007, e os satélites gêmeos STEREO - abreviação de Observatório de Relações Solar e Terrestre - que haviam sido lançados poucos meses antes, estavam abrindo os olhos de seus instrumentos pela primeira vez. Primeiro:STEREO-B. A tela piscou, mas em vez do vasto campo estelar que eles esperavam, um branco perolado, uma mancha de penas - como a asa de um anjo - preenchia o quadro. Por alguns minutos de pânico, O astrofísico da NRL, Karl Battams, temia que algo estivesse errado com o telescópio. Então, ele percebeu que este objeto brilhante não era um defeito, mas uma aparição, e essas foram as primeiras imagens de satélite do cometa McNaught. Mais tarde naquele dia, STEREO-A retornaria observações semelhantes.

Cometa C / 2006 P1 - também conhecido como Cometa McNaught, nomeado em homenagem ao astrônomo Robert McNaught, que o descobriu em agosto de 2006 - foi um dos cometas mais brilhantes visíveis da Terra nos últimos 50 anos. Ao longo de janeiro de 2007, o cometa espalhou-se pelo céu do hemisfério sul, tão brilhante que era visível a olho nu, mesmo durante o dia. McNaught pertence a um grupo rarefeito de cometas, apelidados de Grandes Cometas e conhecidos por seu brilho excepcional. Separando McNaught ainda mais de seus pares, Contudo, era sua cauda altamente estruturada, composto de muitas faixas de poeira distintas chamadas estrias, ou estrias, que se estendeu por mais de 100 milhões de milhas atrás do cometa, maior do que a distância entre a Terra e o sol. Um mês depois, em fevereiro de 2007, uma ESA (Agência Espacial Européia) e uma espaçonave da NASA chamada Ulysses encontrariam a longa cauda do cometa.

"McNaught foi um grande negócio quando surgiu, porque era ridiculamente brilhante e lindo no céu, "Battams disse." Tinha essas estrias - dedos empoeirados que se estendiam por uma vasta extensão do céu. Estruturalmente, é um dos cometas mais bonitos que vimos em décadas. "

Como exatamente a cauda se partiu dessa maneira, os cientistas não sabiam. Ele lembrou-se de relatos de outro cometa célebre de muito tempo atrás:o Grande Cometa de 1744, que dizem ter se espalhado dramaticamente em seis caudas no horizonte, um fenômeno que os astrônomos não conseguiam explicar. Ao desvendar o mistério da cauda de McNaught, os cientistas esperavam aprender algo novo sobre a natureza dos cometas - e resolver dois mistérios cósmicos em um.

A principal diferença entre estudar cometas em 1744 e 2007 é, claro, nossa capacidade de fazê-lo a partir do espaço. Além do avistamento fortuito de STEREO, outra missão, O SOHO da ESA / NASA - o Observatório Solar e Heliosférico - fazia observações regulares enquanto McNaught voava pelo sol. Os pesquisadores esperavam que essas imagens pudessem conter suas respostas.

Agora, anos depois, Oliver Price, um Ph.D. em ciência planetária. estudante do Laboratório de Ciências Espaciais Mullard da University College London, no Reino Unido, desenvolveu uma nova técnica de processamento de imagem para explorar a riqueza de dados. Descobertas de Price - resumidas em um relatório publicado recentemente Icaro papel - oferece as primeiras observações da formação de estrias, e uma revelação inesperada sobre o efeito do Sol na poeira do cometa.

Os cometas são migalhas cósmicas de gás congelado, rochas e poeira que sobraram da formação de nosso sistema solar, 4,6 bilhões de anos atrás - e, portanto, podem conter pistas importantes sobre o início da história de nosso sistema solar. Essas pistas estão desbloqueadas, como se fosse uma cápsula do tempo, toda vez que a órbita elíptica de um cometa o aproxima do sol. O calor intenso vaporiza os gases congelados e libera a poeira dentro, que corre atrás do cometa, formando duas caudas distintas:uma cauda de íons carregada pelo vento solar - o fluxo constante de partículas carregadas do Sol - e uma cauda de poeira.

Compreender como a poeira se comporta na cauda - como ela se fragmenta e se aglomera - pode ensinar aos cientistas muito sobre processos semelhantes que transformaram a poeira em asteróides, luas e até planetas todos aqueles bilhões de anos atrás. Aparecendo como um dos maiores e mais complexos cometas estruturalmente na história recente, McNaught foi um assunto particularmente bom para este tipo de estudo. Seu brilho e alta produção de poeira tornaram muito mais fácil resolver a evolução de estruturas finas em sua cauda de poeira.

Price começou seu estudo focando em algo que os cientistas não conseguiam explicar. "Meu supervisor e eu notamos acontecimentos estranhos nas imagens dessas estrias, uma interrupção nas linhas de outra forma limpa, "ele disse." Eu comecei a investigar o que poderia ter acontecido para criar esse efeito estranho. "

A fenda parecia estar localizada na folha de corrente heliosférica, um limite onde a orientação magnética, ou polaridade, do vento solar eletrificado muda de direção. Isso intrigou os cientistas porque, embora saibam há muito tempo que a cauda de íons de um cometa é afetada pelo vento solar, eles nunca tinham visto as caudas de poeira do impacto do vento solar antes.

A poeira na cauda de McNaught - aproximadamente do tamanho da fumaça do cigarro - é muito pesada, os cientistas pensaram, para o vento solar empurrar. Por outro lado, uma cauda de íons minúscula, íons e elétrons carregados eletricamente navegam facilmente ao longo do vento solar. Mas era difícil dizer exatamente o que estava acontecendo com a poeira de McNaught, e onde, porque a cerca de 60 milhas por segundo, o cometa estava viajando rapidamente para dentro e para fora do campo de visão de STEREO e SOHO.

"Conseguimos conjuntos de dados realmente bons com este cometa, mas eram de câmeras diferentes em espaçonaves diferentes, que estão todos em lugares diferentes, "Disse Price." Eu estava procurando uma maneira de reunir tudo para obter uma imagem completa do que está acontecendo na cauda. "

Sua solução foi uma nova técnica de processamento de imagem que compila todos os dados de diferentes espaçonaves usando uma simulação da cauda, onde a localização de cada minúsculo grão de poeira é mapeada pelas condições solares e características físicas como seu tamanho e idade, ou quanto tempo passou desde que voou da cabeça, ou coma, do cometa. O resultado final é o que Price chamou de mapa temporal, que sobrepõe as informações de todas as imagens tiradas em um determinado momento, permitindo-lhe seguir os movimentos da poeira.

Os mapas temporais significavam que Price podia observar as estrias se formarem ao longo do tempo. Seus vídeos, que cobrem o período de duas semanas, são os primeiros a acompanhar a formação e evolução dessas estruturas, mostrando como fragmentos de poeira tombam da cabeça do cometa e colapsam em longas estrias.

Mas os pesquisadores ficaram mais animados ao descobrir que os mapas de Price tornaram mais fácil explicar o estranho efeito que atraiu sua atenção para os dados em primeiro lugar. De fato, a folha atual foi a culpada por trás das interrupções na cauda de poeira, quebrando o liso de cada estria, linhas distintas. Durante os dois dias, levou todo o comprimento do cometa para atravessar a folha atual, sempre que a poeira encontrar as mudanças nas condições magnéticas lá, foi sacudido para fora da posição, como se cruzando alguma lombada cósmica.

"É como se as penas da estria se arrepiassem quando cruza o lençol atual, "O cientista planetário da University College London Geraint Jones disse." Se você imaginar uma asa com muitas penas, quando a asa cruza o lençol, pontas mais claras das penas ficam dobradas fora de forma. Para nós, esta é uma forte evidência de que a poeira está eletricamente carregada, e que o vento solar está afetando o movimento dessa poeira. "

Os cientistas sabem há muito tempo que o vento solar afeta a poeira carregada; missões como Galileo Cassini, e Ulisses o observou mover poeira eletricamente carregada através do espaço próximo a Júpiter e Saturno. Mas foi uma surpresa para eles ver o vento solar afetar grãos de poeira maiores como os da cauda de McNaught - cerca de 100 vezes maiores do que a poeira ejetada ao redor de Júpiter e Saturno - porque eles são muito mais pesados ​​para o vento solar empurrar por aí.

Com este estudo, os cientistas obtêm novos insights sobre mistérios antigos. O trabalho lança luz sobre a natureza das caudas de cometas estriadas do passado e fornece uma lente crucial para estudar outros cometas no futuro. Mas também abre uma nova linha de questionamento:que papel o Sol teve na formação de nosso sistema solar e na história inicial?

"Agora que vemos que o vento solar mudou a posição dos grãos de poeira na cauda de McNaught, podemos perguntar:poderia ter sido o caso que no início da história do sistema solar, o vento solar também desempenhou um papel na organização da poeira antiga? ”disse Jones.