A espaçonave Europa Clipper poderá em breve ser atingida por partículas carregadas – partículas arrancadas da cauda de íons do cometa interestelar 3I/ATLAS.
Esta é a nova previsão de dois investigadores europeus cujo código informático lhes permite identificar quando uma nave espacial pode alinhar-se com uma cometaa cauda e o sol. Completamente inofensivo para a sonda, o evento proporciona um alinhamento raro e fortuito — e uma oportunidade única de recolher amostras diretamente de material de um cometa situado fora da nossa região do cosmos.
“Praticamente não temos dados sobre o interior dos cometas interestelares e a estrela sistemas que os formaram”, disse Samuel Grant, do Instituto Meteorológico Finlandês, que liderou a pesquisa, ao Space.com. “Amostrar a cauda desta forma é o mais próximo que podemos chegar atualmente de uma amostra direta de tal objeto e, portanto, de uma parte diferente do galáxia.”
Apesar desta enorme oportunidade, no entanto, há uma série de coisas que poderiam funcionar contra Europa Clipper detecção de partículas carregadas do 3I/ATLAS. Por exemplo, a paralisação do governo dos EUA persiste. Isto é um problema porque o Europa Clipper está atualmente em modo cruzeiro enquanto continua sua jornada para Júpiter e nem todos os seus instrumentos estão ativados. O alinhamento entre Europa Clipper, o cometa e o Sol ocorre entre 30 de outubro e 6 de novembro, e se o desligamento não for resolvido até lá, não está claro se os cientistas conseguirão despertar o Europa Clipper para fazer as medições, mesmo que queiram.
Se as medições puderem ser feitas, fornecerão informações sobre a composição do cometa interestelar, permitindo comparações com cometas do nosso próprio planeta. sistema solar.
Anatomia do cometa
Os cometas possuem duas caudas formadas por partículas e poeira levantadas da superfície de um cometa, ou liberadas devido ao aumento da temperatura do cometa à medida que ele se aproxima do sol. O calor faz com que bolsas de gás logo abaixo da superfície se expandam e explodam.
A cauda de poeira de um cometa é a mais proeminente e segue a trajetória do cometa. Nenhuma espaçonave está atualmente em posição de voar 3I/ATLAS’ cauda de poeira e experimente.
A cauda de íons, entretanto, é outra questão.
“Estudamos os corpos cometários porque eles actuam como cápsulas do tempo, selando o material da sua formação há milhares de milhões de anos,” disse Grant. “Este material é ejetado ao se aproximar do Sol, uma parte do qual é transportada para longe do Sol pelo vento solar para formar a cauda de íons.”
Porque é impulsionado pelo vento solarque irradia do sol, a cauda do íon sempre aponta para longe do sol.
Entre 30 de outubro e 6 de novembro, o Europa Clipper estará em posição de receber potencialmente alguns desses íons transportados pelo vento solar em direção à espaçonave a várias centenas de quilômetros por segundo.
Juntamente com Grant, Geraint Jones – da Agência Espacial Europeia e investigador principal da missão Comet Interceptor – foi capaz de prever o cruzamento da cauda iónica graças ao seu programa Tailcatcher, que é um código de computador que pode rastrear os movimentos de pacotes de material do vento solar.
“Usamos a velocidade medida na chegada (de um pacote) para rastrear o caminho que ele percorreu para viajar do Sol até a espaçonave, e podemos comparar esse caminho com a posição do cometa”, disse Grant.
Os seus cálculos indicam que o Europa Clipper poderia interceptar alguns dos pacotes de vento solar que se aproximaram o suficiente do cometa para roubar alguns dos iões da sua cauda iónica.
O vento solar carrega seus próprios íons do sol, então como os cientistas podem diferenciar entre os íons do vento solar e os íons roubados do cometa?
“Os íons cometários podem ser distinguidos de várias maneiras, mais simplesmente pela abundância química – os íons cometários incluem quantidades significativas de espécies mais pesadas, particularmente íons do grupo água, em comparação com os íons cometários. próton e vento solar dominado por hélio, “disse Grant. “Além disso, o ato de carregar massa adicional no vento solar causa uma desaceleração e deflexão geral do fluxo do vento solar ambiente.”
Probabilidade de uma chuva de partículas
Uma detecção bem-sucedida também depende de propriedades intrínsecas ao vento solar. Primeiro, o vento solar tem que fluir na direção certa; embora sempre flua do sol, nem sempre é perfeitamente radial e às vezes pode fluir em um ângulo, caso em que pode falhar o Europa Clipper.
O vento também tem que ser forte o suficiente no momento certo para poder transportar os íons mais pesados até o Europa Clipper. O cometa estará no periélio – seu ponto mais próximo do Sol – em 29 de outubro, quando estará a uma distância de 126 milhões de milhas (200 milhões de quilômetros), dentro da órbita de Marte. Enquanto isso, o Europa Clipper está atualmente a mais de 186 milhões de milhas (300 milhões de quilômetros) do Sol, tendo conduzido uma sobrevôo de Marte no início deste ano.
Do lado positivo, à medida que o 3I/ATLAS se aproxima do Sol, a atividade no cometa continuará a aumentar. Se esta tendência continuar, então, no periélio, a cauda iónica estará no seu máximo, aumentando as hipóteses de Europa Clipper ser capaz de detectar alguns dos seus iões.
A nave espacial Hera da Agência Espacial Europeia, a caminho do sistema duplo de asteróides de Dídimos e Dimorphos, também estarão em posição de interceptar pacotes de vento solar transportando íons cometários entre 25 de outubro e 1º de novembro. No entanto, Hera não possui instrumentos para medir as partículas carregadas e o campo magnético do vento solar. Europa Clipper faz isso, já que parte de sua missão é estudar o ambiente magnético e de radiação de Júpiter e seu impacto sobre Europa.
No entanto, nem Grant nem Jones são membros da equipa Europa Clipper e, portanto, não têm voz sobre como ou se a equipa faz as medições.
Mas mesmo que o Europa Clipper perca desta vez, o Tailcatcher já foi usado para prever com sucesso cruzamentos de caudas de iões antes, como quando o programa da Agência Espacial Europeia Orbitador Solar a sonda detectou iões do cometa C/2019 Y4 em 2020. O seu histórico de previsões bem-sucedidas significa que será, sem dúvida, capaz de identificar cruzamentos de cauda no futuro – talvez até mesmo para o próximo cometa interestelar, sempre que este surgir.
Na verdade, a possibilidade de cruzamentos de cauda acrescenta uma dimensão extra ao estudo dos cometas. Em 2029, a Agência Espacial Europeia lançará a missão Comet Interceptor, que manterá uma estação no espaço até que os cientistas identifiquem um cometa digno de ser visitado pela nave espacial. Os cometas interestelares estão no topo da lista.
“O objetivo principal do Comet Interceptor é voar perto o suficiente de um cometa interestelar ou de longo período para obter amostras diretas da coma e da cabeça da cauda”, disse Grant, que não é membro da equipe do Interceptor. “Seria uma oportunidade incrível se outra nave espacial conseguisse cruzar a montante da cauda num momento semelhante.”
A previsão de Grant e Jones sobre o cruzamento da cauda iônica é relatada em uma pré-impressão publicada no arxiv repositório de papel pré-impresso.
