☄ Lovejoy (sungrazer) C/2011 W3

Como acompanhar o cometa Lovejoy (sungrazer) ao vivo

O painel acima recalcula a posicao de Lovejoy (sungrazer) a cada segundo no seu navegador: a distancia ate o Sol e ate a Terra, as coordenadas no ceu (ascensao reta e declinacao). Ele roda no mesmo tipo de motor que os observatorios usam, um solver de Kepler aplicado aos elementos orbitais osculadores do JPL, entao os numeros nao sao uma foto parada, eles continuam correndo.

Logo abaixo, o mapa do Sistema Solar visto de cima mostra exatamente onde Lovejoy (sungrazer) esta agora em relacao aos planetas. Voce pode adiantar o tempo com o slider de dias, dar zoom e arrastar, comparar a distancia dele a outro corpo com um clique e apertar "Proximo evento" para saltar direto ao perielio. E a forma mais direta de entender a orbita de Lovejoy (sungrazer) sem nenhuma formula.

Ficha do cometa

Sobre o cometa Lovejoy (sungrazer)

C/2011 W3 é o cometa que não devia ter sobrevivido. Na noite de 15 para 16 de dezembro de 2011, ele passou pelo periélio a 0,0055 unidades astronômicas do centro do Sol, o que equivale a cerca de 1,2 raios solares, mergulhado na coroa com temperaturas de mais de um milhão de graus Celsius. Modelos teóricos previam quase unanimemente sua desintegração. Em vez disso, o núcleo sobreviveu e emergiu do outro lado, registrado em alta definição pelo satélite SDO (Solar Dynamics Observatory) da NASA, produzindo uma das sequências astronômicas mais dramáticas dos anos 2010.

Além da sobrevivência espetacular, C/2011 W3 foi o primeiro cometa detectado pela câmera de raios X do satélite Hinode e o cometa sungrazer mais brilhante já observado pelo SOHO, atingindo magnitude -3 a -4 após o periélio. No hemisfério sul terrestre, foi visível a olho nu antes do amanhecer por vários dias, com cauda de dezenas de graus.

História e descoberta

Terry Lovejoy, o mesmo astrógrafo amador australiano de Queensland que descobriu outros quatro cometas com seu nome, encontrou C/2011 W3 em 27 de novembro de 2011, apenas dezoito dias antes do periélio, usando um telescópio refletor de 8 polegadas com câmera CCD. O intervalo tão curto entre descoberta e periélio foi excepcionalmente estreito, deixando pouco tempo para análises prévias detalhadas.

A órbita revelou imediatamente que se tratava de um membro da família Kreutz, um conjunto de cometas com periélios extremamente próximos do Sol que compartilham uma mesma órbita ancestral. Acredita-se que todos os cometas Kreutz sejam fragmentos de um cometa gigante que se partiu há pelo menos dois milênios. A candidata mais citada para o cometa original é o Grande Cometa de 371 a.C., mencionado por Aristóteles em seus escritos e por Timeu de Tauromênio.

A família Kreutz leva o nome do astrônomo alemão Heinrich Kreutz (1854-1907), que demonstrou matematicamente no século XIX que vários grandes cometas históricos (o Grande Cometa de 1843, o de 1880, o de 1882 e outros) compartilhavam a mesma órbita ancestral, concluindo que seriam fragmentos de um mesmo objeto original.

Órbita e família Kreutz

Os cometas Kreutz têm periélios tipicamente entre 0,004 e 0,009 unidades astronômicas do Sol, colocando-os no interior da coroa solar durante a passagem mais próxima. Sua inclinação orbital é alta e a maioria tem órbita retrógrada, ou seja, move-se no sentido oposto à maioria dos planetas.

A maioria dos milhares de Kreutz catalogados pelo instrumento LASCO do satélite SOHO são pequenos fragmentos de poucos metros a algumas centenas de metros, que se evaporam completamente antes de sair da coroa. C/2011 W3 era incomum por ter um núcleo estimado em cerca de 600 metros de diâmetro antes do periélio, o que pode explicar, ao menos em parte, a sobrevivência temporária. Mesmo assim, o cometa sobreviveu por apenas cerca de 1,6 dias após o periélio antes do núcleo se desintegrar definitivamente.

Núcleo, coma e cauda

Dentro da coroa solar, o núcleo de C/2011 W3 foi submetido a um ambiente extremo: temperatura de mais de um milhão de graus Celsius, mas densidade da coroa extremamente baixa, o que significa que a transferência de calor para o núcleo ocorre principalmente por radiação e não por condução. O núcleo, composto de gelo e poeira, evaporou material em taxa muito alta, gerando um envelope de gás e poeira que por sua vez interagiu com a coroa.

O SDO da NASA, operando em ultravioleta extremo (EUV) e raios X, registrou a entrada na coroa e a saída do outro lado em imagens de alta resolução, criando uma sequência dramática amplamente divulgada. Os dados do SDO permitiram estudar como o plasma cometário interage com as estruturas magnéticas da coroa, perturbando laços coronais e possivelmente alterando localmente a estrutura do campo magnético solar.

Após o periélio, a cauda do cometa tornou-se visível a olho nu no hemisfério sul com extensão de dezenas de graus. A cauda de plasma apresentou estrutura dinâmica com desconexões causadas pela interação com o campo magnético solar variável, um fenômeno cientificamente rico que foi documentado pelos satélites STEREO-A e STEREO-B.

O espetáculo no céu

Por estar tão próximo do Sol, C/2011 W3 foi observado principalmente por satélites solares durante o periélio. O SDO registrou a entrada na coroa e a saída do outro lado em imagens ultravioleta de alta resolução espacial e temporal, e o vídeo compilado a partir dessas imagens foi um dos mais viralizados da astronomia solar na época.

Da Terra, o cometa se tornou visível a olho nu no hemisfério sul após o periélio, emergindo do brilho solar no céu pré-amanhecer de dezembro de 2011. Observadores na Austrália, Nova Zelândia, África do Sul e América do Sul reportaram uma cauda longa e brilhante que varreu um arco de 30 graus ou mais no céu escuro antes do amanhecer.

Entre 17 e 25 de dezembro de 2011, as imagens da cauda do cometa no céu austral tornaram-se virais nas redes sociais de astronomia e em portais científicos. A cauda era estreita e bem definida, diferente da cauda larga em leque típica de grandes cometas como o McNaught. A magnitude de -3 a -4 no pico foi comparável à do planeta Vênus, tornando C/2011 W3 o mais brilhante sungrazer já observado pelo SOHO em mais de uma década de operação.

Ciência e observações

C/2011 W3 foi o cometa mais significativo para a física solar desde o lançamento do SDO e o primeiro detectado pelo Telescópio de Raios X (XRT) do satélite Hinode. As observações em raios X mostraram emissão de alta energia produzida pela interação entre o plasma cometário e os elétrons da coroa, um regime físico nunca antes documentado de forma tão clara.

Um artigo publicado na revista Science em 2013 (Downs et al.) modelou a interação entre o cometa e a coroa usando simulações magnetohidrodinâmicas e demonstrou que as perturbações nas estruturas coronais observadas pelo SDO eram diretamente causadas pela passagem do núcleo, não por atividade solar coincidente. Foi a primeira demonstração direta de que um cometa pode perturbar a estrutura magnética da coroa solar.

A análise da cauda pós-periélio pelos satélites STEREO revelou múltiplos eventos de desconexão do plasma, em que segmentos da cauda de íons se separam do corpo principal e são carregados pelo vento solar. Cada evento coincidiu com uma variação no campo magnético interplanetário, confirmando que as desconexões de cauda cometária são causadas por inversões da polaridade do campo magnético do vento solar.

Curiosidades

• Enquanto o cometa estava dentro da coroa solar, o SDO detectou perturbações visíveis nas estruturas magnéticas coronais causadas pela passagem do núcleo, a primeira interação física direta entre cometa e atmosfera solar documentada com esse nível de detalhe.
• A família Kreutz tem provavelmente origem em um único cometa gigante que se fragmentou há cerca de 2.000 anos. O SOHO detectou mais de 4.000 fragmentos Kreutz desde 1996, a maioria de apenas metros a dezenas de metros de diâmetro, que evaporam na coroa sem deixar rastro visível da Terra.
• Após o periélio, a cauda do cometa apontou por algumas horas de volta em direção ao Sol, um fenômeno chamado de anti-cauda, causado pelo ângulo de visão e pela perspectiva quando o observador está no plano orbital do cometa.
• C/2011 W3 é o maior cometa Kreutz confirmado a sobreviver temporariamente ao periélio em décadas, comparável apenas ao Grande Cometa de 1882, outro Kreutz que também sobreviveu e foi visível de dia com magnitude estimada entre -10 e -17.
• O núcleo de C/2011 W3 sobreviveu por apenas cerca de 1,6 dias após o periélio antes de se desintegrar definitivamente, segundo a análise das imagens SOHO e STEREO de dezembro de 2011.
• Terry Lovejoy, seu descobridor, ficou sabendo da sobrevivência do "seu" cometa ao periélio por meio de notificações em redes sociais enquanto dormia, dado que a passagem ocorreu durante a madrugada australiana.

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