Rosetta Faz Primeira Detecção de Nitrogénio Molecular num Cometa

Em órbita do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko desde Agosto de 2014, a sonda Rosetta está a proporcionar aos cientistas uma visão sem precedentes de um núcleo cometário em plena actividade. Desta feita, a equipa da Universidade de Berna responsável pelo instrumento ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) — um espectrómetro de massa — anunciou a primeira detecção de nitrogénio (azoto) molecular (N2) num cometa. O nitrogénio (N) ocorre em várias moléculas previamente detectadas nos cometas, e.g., HCN (cianeto de hidrogénio) e NH3 (amoníaco), mas a sua forma molecular (N2) nunca tinha sido detectada. Este composto, cujas moléculas são formadas por 2 átomos de nitrogénio, é o principal constituinte da atmosfera terrestre (cerca de 78% por volume), de Titã (a maior lua de Saturno) e das atmosferas e superfícies (sob a forma de gelo) de objectos da Cintura de Kuiper como Plutão e Tritão (a maior lua de Neptuno). Os cientistas pensam que a maioria do nitrogénio na nebulosa protoplanetária que deu origem ao Sistema Solar se encontrava nesta forma molecular.

A detecção de nitrogénio molecular na cabeleira do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko pelo espectrómetro de massa ROSINA, a bordo da sonda Rosetta.

O ROSINA captura gás na vizinhança (cabeleira) do cometa e submete-o a feixes de electrões que ionizam e eventualmente fragmentam as moléculas na amostra. Os iões resultantes são depois acelerados por um campo eléctrico e submetidos a um campo magnético que deflecte as suas trajectórias em função da sua carga e massa, permitindo determinar quais os elementos e moléculas presentes na amostra. A detecção agora anunciada só foi possível porque o ROSINA tem uma resolução capaz de separar claramente os sinais produzidos pelas moléculas de monóxido de carbono (CO) — muito abundante nos cometas — e de nitrogénio.

Diagrama de um espectrómetro de massa. A amostra entra no circuito em “Ion Source” e o respectivo espectro é visualizado em “ratio output”. Fonte: Wikipedia.

A detecção de N2 no cometa Churyumov-Gerasimenko sugere que este se formou numa região muito fria do Sistema Solar. De facto, a captura de N2 em gelos, seja pelo aprisionamento de moléculas na estrutura cristalina de outros gelos (dando origem a clatratos), ou pela formação directa de gelo de N2, só é possível a temperaturas extremamente baixas, típicas da periferia do Sistema Solar. O nitrogénio ocorre sob a forma de 2 isótopos estáveis, o 14N (7 protões e 7 neutrões — 99.6%) e o 15N (7 protões e 8 neutrões). Assim, uma molécula de nitrogénio pode ter várias configurações: 14N+14N ou 14N+15N ou 15N+15N, correspondendo a sinais ligeiramente diferentes. A proporção dos dois isótopos medida pelo ROSINA nas moléculas do cometa é diferente da composição do nitrogénio a atmosfera terrestre, mas igual à proporção observada no vento solar e em Júpiter, que reflete a proporção original da nebulosa protoplanetária. Este facto tem implicações importantes, reforçando a ideia, já sugerida noutros estudos, de que não podem ter sido cometas como o Churyumov-Gerasimenko a fornecer o nitrogénio atmosférico terrestre (outros estudos sugeriram o mesmo para a água dos oceanos terrestres). Actualmente, a hipótese mais aceite é de que o N2 na atmosfera terrestre tem origem em erupções vulcânicas que libertam nitrogénio encarcerado em rochas do manto.

(Fonte: ESA/Rosetta)

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