Bolas de neve provenientes da borda do sistema solar criam um dos maiores espetáculos visíveis a olho nu.
A olho nu, a coma de um cometa brilhante parece uma estrela, uma pequena esfera de luz imersa em um brilho leitoso. A cauda ou caudas do cometa se estendem a partir da coma. Se presente, uma ampla cauda de poeira pode ser a característica visual mais impressionante. A cauda de gás brilhante é mais reta, mais estreita e geralmente mais tênue do que a cauda de poeira. Dentro da coma, invisível tanto a olho nu quanto aos telescópios mais potentes, encontra-se o pequeno corpo gelado responsável por essa magnífica aparição — o núcleo do cometa.
Estrelas com cauda.
Os antigos nomes chineses para cometas refletem sua aparência visual. Um cometa com uma cauda proeminente era chamado de "estrela vassoura" ( huixing ), enquanto um sem cauda visível era chamado de "estrela com cauda" ( poxing ). Até meados do século XV, os chineses realizaram as observações mais detalhadas e completas de cometas. Já em 200 a.C. , eles empregavam observadores celestes oficiais para registrar e interpretar quaisquer novos presságios nos céus. Esses oficiais reconheceram, cerca de nove séculos antes de seus homólogos europeus, que as caudas dos cometas sempre apontam para longe do Sol. O interesse chinês pelos cometas, no entanto, residia em sua importância astrológica como sinais de mudanças futuras.Os gregos reconheciam, da mesma forma, um cometa com uma cauda alongada como uma “estrela barbada” ( aster pogonias ) e um sem cauda como uma “estrela de cabelos longos” ( aster kometes ), de onde deriva nossa palavra moderna. Aristóteles os considerava um fenômeno atmosférico ígneo, a ser agrupado com meteoros e a aurora boreal. Não poderiam ser planetas, argumentava ele, porque os cometas podem aparecer longe da eclíptica. Ele pensava nos cometas como sendo impulsionados pelo movimento do Sol e das estrelas ao redor da Terra. Seu aparecimento era um aviso de secas e ventos fortes iminentes. À medida que essas ideias foram difundidas na Idade Média, os cometas passaram a ser vistos menos como um presságio de desastre e mais como uma causa. Eram vistos como uma corrupção ígnea do ar, bolsas de vapor quente e contaminado que podiam trazer terremotos, doenças e fome.
Observações futuras do cometa de 1682 acabariam por dissipar quaisquer dúvidas remanescentes. O amigo de Newton, Edmond Halley, começou a coletar observações cometárias precisas em 1695 para comparar as órbitas de vários cometas. Halley notou que as órbitas de diversos cometas pareciam semelhantes e compartilhavam aproximadamente o mesmo período, entre 75 e 76 anos. "Diversas considerações me inclinam a crer que o cometa de 1531, observado por Apianus, era o mesmo descrito por Kepler... em 1607 e que observei novamente em 1682", escreveu Halley. "A partir disso, ouso prever com confiança seu retorno, ou seja, no ano de 1758. E se isso ocorrer, não haverá mais motivos para duvidar que os outros cometas também retornem." A confiança de Halley provou-se bem fundamentada — o primeiro cometa cuja volta já havia sido prevista foi avistado novamente em 25 de dezembro de 1758. Desde então, ele é conhecido como Cometa Halley.
Nomeando cometas:
Os cometas são mais comumente nomeados em homenagem aos seus descobridores; até três descobridores independentes podem compartilhar o crédito. Cada vez mais, esses descobridores não são indivíduos, mas programas dedicados à descoberta de pequenos corpos ou satélites de observação solar. Numerosos cometas receberam o nome do projeto Lincoln Near Earth Asteroid Research (LINEAR) do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) em Boston, do programa Near Earth Asteroid Tracking (NEAT) operado pelo Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) em Pasadena, Califórnia, e do Lowell Observatory Near-Earth Object Search (LONEOS) conduzido pelo Observatório Lowell em Flagstaff, Arizona. O ritmo de descoberta de cometas mais que dobrou nas últimas décadas, passando de uma média de cerca de uma dúzia por ano no final da década de 1980 para cerca de 30 por ano nos primeiros anos deste século. O satélite Observatório Solar e Heliosférico (SOHO), que monitora o Sol, já descobriu 850 cometas. Esse número aumenta em média 80 por ano, tornando o SOHO o descobridor de cometas mais prolífico da história, ainda que involuntariamente.
Os astrônomos acumularam informações orbitais detalhadas sobre mais de 1.500 cometas individuais. Destes, apenas cerca de 10% completam uma órbita ao redor do Sol em menos de 200 anos. Um cometa típico de "curto período" viaja uma vez ao redor do Sol a cada 7 anos em uma órbita inclinada em relação à da Terra em cerca de 13°, passando a uma distância não inferior a 1,5 UA do Sol, ou seja, dentro da distância média de Marte. O Cometa Halley é o membro mais brilhante e ativo desse grupo. A população restante consiste em cometas de longo período, aqueles que levam pelo menos 200 anos para retornar ao sistema solar interno. Assim, os entusiastas de cometas depositam suas esperanças na chegada inesperada de um cometa de longo período ainda desconhecido.
Quão brilhante será?
Os dois fatores mais importantes para avaliar a visibilidade de um cometa são sua distância do Sol no ponto de maior aproximação, que controla a atividade do cometa, e sua distância da Terra, de preferência após o intenso aquecimento durante sua maior aproximação ao Sol. Halley, por exemplo, foi um espetáculo impressionante em 1910, mas apresentou um brilho fraco em 1986 — uma decepção mesmo para aqueles que viajaram para longe das luzes da cidade. A principal diferença entre as duas aparições foi a distância do cometa à Terra. Halley atingiu o periélio em um momento em que a Terra estava no lado oposto do Sol, e o cometa nunca se aproximou da Terra a menos de 0,417 UA (38,7 milhões de milhas ou 62,4 milhões de km), o que é cerca de três vezes a distância de sua aproximação em 1910.
Cometas intrinsecamente maiores ou mais ativos podem produzir um espetáculo sem se aproximarem tanto de nós. O cometa West (C/1975 V1) apresentou uma melhora drástica em seu brilho em apenas uma semana após sua aproximação máxima ao Sol, em grande parte devido à fragmentação de seu núcleo em quatro partes. West dominou o céu matutino do início de março de 1976 com suas complexas caudas de gás e poeira, que se estendiam por 25° ou mais. Uma década antes, um cometa ainda mais espetacular, Ikeya-Seki (C/1965 S1), podia ser visto até mesmo durante o dia, enquanto passava velozmente pelo Sol, roçando sua superfície a menos de um diâmetro solar. Esse intenso aquecimento levou à fragmentação do núcleo em pelo menos duas partes e a um consequente aumento de brilho. Durante os dias próximos ao periélio, Ikeya-Seki podia ser visto como um objeto semelhante a uma estrela em plena luz do dia, bastando bloquear o Sol com a mão — o cometa mais brilhante do século XX. Surgiu do brilho do Sol na última semana de outubro de 1965, exibindo uma cauda brilhante de cerca de 25° de comprimento. Qualquer lista de "grandes cometas" deve incluir tanto West quanto Ikeya-Seki.
A órbita rasante
do cometa Ikeya-Seki o coloca em uma categoria de cometas conhecida como "cometas rasantes". Heinrich Kreutz examinou extensivamente as órbitas de cometas rasantes e sugeriu que eles compartilhavam uma ancestralidade comum. Kreutz argumentou que os cometas que estudou eram possivelmente fragmentos de algum cometa muito maior que se desintegrou em uma aproximação próxima ao Sol. Os cometas rasantes têm distâncias de periélio menores que 0,02 UA, períodos orbitais de alguns séculos e outras características orbitais distintivas, mas também eram aparentemente raros. Brian Marsden, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, identificou oito membros e suspeitou de outros três em seus estudos de 1965 e 1989 sobre o grupo de Kreutz. Em seu segundo estudo, 15 cometas aparentemente rasantes haviam sido descobertos pelos satélites SOLWIND e Solar Maximum Mission, e Marsden observou que essas "descobertas sugerem que os membros podem, de fato, estar retornando ao Sol de forma mais ou menos contínua". Assim como esses fragmentos, a maioria dos cometas descobertos até agora pelo SOHO, o telescópio espacial campeão em cometas, também não sobrevive à sua passagem. Marsden acredita que quase todos eles pertencem ao grupo de Kreutz, embora haja poucas observações para determinar suas órbitas com precisão. Os cometas rasantes observados pelo SOHO provavelmente têm apenas alguns metros de diâmetro. Marsden especula que um cometa rasante histórico, que o grego Éforo teria dividido em duas partes no inverno de 372 a.C. , pode até ser o ancestral de todos eles.Cometas decepcionantes.
Mesmo quando a geometria orbital promete um bom espetáculo, o próprio cometa pode simplesmente não cooperar. O cometa Kohoutek (C/1973 E1), amplamente previsto como o "cometa do século" em 1973, conseguiu se tornar visível a olho nu, mas nunca correspondeu às expectativas. Outro exemplo é o cometa Austin (C/1989 X1), descoberto em dezembro de 1989 pelo astrônomo amador neozelandês Rodney Austin. A órbita do cometa era favorável, mas, à medida que Austin se aproximava do Sol, não conseguiu manter seu rápido aumento de brilho e, no fim, provou ser uma decepção ainda maior que Kohoutek.Tanto Austin quanto Kohoutek parecem ter sido cometas novos, aqueles que fizeram sua primeira passagem próxima ao Sol. Os astrônomos acreditam que os cometas se originam de duas zonas de "armazenamento frio" que circundam o sistema planetário. A porção interna dessa nuvem de cometas é um disco espesso centrado na eclíptica que começa perto da órbita de Netuno (cerca de 30 UA) e se estende além da órbita de Plutão até 50 UA. Frequentemente chamado de Cinturão de Kuiper, ele contém algumas dezenas de milhares de objetos gelados com mais de cerca de 800 metros de diâmetro; pelo menos 800 são conhecidos atualmente. Um componente muito maior e mais difuso, chamado Nuvem de Oort e contendo talvez um trilhão de cometas, forma uma camada esférica centrada no Sol que se estende da parte externa do Cinturão de Kuiper até cerca de um terço de um ano-luz ou mais no espaço. Muitos astrônomos acreditam que o Cinturão de Kuiper é a fonte dos cometas de curto período e que a Nuvem de Oort, de onde os cometas são mais facilmente desalojados, é a fonte dos cometas de longo período. Fracas perturbações gravitacionais causadas por estrelas e nuvens de gás interestelar removem energia orbital suficiente dos cometas da Nuvem de Oort para que iniciem sua queda de milhões de anos em direção ao Sol. Cometas de longo período podem chegar de qualquer direção, com suas órbitas alongadas orientadas aleatoriamente em relação às órbitas dos planetas, enquanto os cometas de curto período estão confinados mais próximos da eclíptica. Recém-chegados da nuvem de cometas provavelmente retêm uma camada de gelos altamente voláteis, como dióxido de carbono congelado, que começa a evaporar a temperaturas muito mais baixas do que a água congelada. Tais cometas "acendem" a distâncias relativamente grandes do Sol, mas brilham apenas até que a camada evapore.
O cometa
Hyakutake (C/1996 B2), nas palavras do especialista em cometas do Observatório Brooks, John Bortle, foi "um dos maiores do milênio". Foi descoberto visualmente pelo astrônomo amador japonês Yuji Hyakutake quando estava a uma distância de 2,0 UA — e apenas 55 dias antes de sua maior aproximação da Terra (25 de março de 1996, 0,102 UA). No final de março, observadores no hemisfério norte podiam vê-lo diretamente acima da cabeça antes do amanhecer, com uma cauda de pelo menos 30° de comprimento. Nos dias próximos à maior aproximação, era um objeto fácil de observar mesmo das cidades, e seu movimento em relação às estrelas, como o do IRAS-Araki-Alcock, era evidente em minutos. Em 27 de março, ao se aproximar da Polaris, Hyakutake ficou visível a noite toda e podia ser visto facilmente dos subúrbios. De um céu razoavelmente escuro, o cometa era verdadeiramente algo especial, exibindo uma cauda que se estendia por cerca de 70° ou mais — ainda mais impressionante por parecer conter relativamente pouca poeira. Hyakutake nos pegou completamente de surpresa, ofuscando o aparecimento de outro cometa que já era amplamente aguardado.
Explorando cometas.
Os astrônomos acreditam que os cometas podem ser os remanescentes mais bem preservados da nuvem de poeira e gás na qual o Sol e os planetas se formaram. No congelamento profundo do sistema solar mais externo, eles permaneceram praticamente inalterados durante os 4 bilhões de anos de existência do sistema solar. Os cientistas planetários estudam cometas pela mesma razão que os paleontólogos estudam fósseis: para vislumbrar o passado mais remoto. E que melhor maneira de examinar cometas do que visitá-los diretamente? O Japão, a Agência Espacial Europeia (ESA) e a União Soviética iniciaram a exploração direta de cometas em 1985, enviando missões separadas para além do Cometa Halley. A sonda Giotto, da ESA, retornou as primeiras imagens detalhadas do núcleo de um cometa, revelando um corpo escuro em forma de amendoim, indícios de colinas e crateras e vários jatos brilhantes expelindo fluxos de gás e poeira. Uma nova onda de exploração de cometas está em andamento:- A ESA lançou sua ambiciosa missão Rosetta, que irá se encontrar com o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko e orbitá-lo em 2014. A missão também prevê o pouso de um pequeno módulo de sonda na superfície do cometa.
- A missão Discovery New Exploration of Tempel 1 (NExT) tem previsão de sobrevoar o cometa Tempel 1 em 14 de fevereiro de 2011. A missão reutilizará a espaçonave Stardust da NASA para examinar as mudanças no núcleo de um cometa após sua aproximação ao Sol.
- A Missão de Retorno de Amostras de Cometa, uma Missão de Referência de Projeto, tem lançamento previsto para 2013 e coletará amostras da superfície do núcleo de um cometa rico em matéria orgânica. Os pesquisadores estudarão a composição química das amostras para aprender mais sobre as origens químicas do nosso sistema solar.