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Cientistas da sonda Dawn da NASA, revelaram novas imagens da sonda na órbita baixa de Ceres, incluindo as altamente esperadas vistas da cratera Occator, na 47ª Conferência Cientifica Planetária e Lunar no Texas.

A Cratera Occator, com 92 km de comprimento por 4 km de profundidade, tem a área mais brilhante de Ceres, o planeta anão que a Dawn explora desde o inicio de 2015. As últimas imagens, realizadas a 385 km acima da superfície de Ceres, revelam uma cúpula numa cova de paredes suaves no centro brilhante da cratera. Numerosas estruturas lineares e fracturas cruzam o topo e os flancos desta cúpula. Falhas proeminentes também rodeiam a cúpula e correm através de pequenas regiões brilhantes encontradas na cratera.

'Antes da Dawn iniciar as suas observações intensas de Ceres no ano passado, a cratera Occator parecia ser uma grande área brilhante. Agora, com as últimas imagens, podemos ver importantes características que nos dão novos mistérios para investigar,' diz Ralf jaumann, cientista planetário e co-investigador da Dawn no Centro Aeroespacial Alemão (DLR) em Berlim. 'A geometria complexa do interior da cratera sugere actividade geológica num passado recente, mas iremos necessitar de um mapeamento geológico detalhado da cratera de modo a testar as hipóteses para esta formação.'

Diferenças de Cor
A equipa também libertou um mapa da superfície de Ceres com cores realçadas, dando ênfase à diversidade de materiais de superfície e a sua relação com a morfologia da superfície. Cientistas têm estudado as formas das crateras e a sua distribuição com grande interesse. Ceres não tem tantas bases de impacto quanto os cientistas anteciparam, mas o numero de pequenas crateras geralmente vai ao encontro das suas previsões. O material com a cor realçada a azul está relacionado com cheias, planícies suaves e montanhas, que parecem ser características da superfície muito recentes.

'Apesar de os processos de impacto dominarem a superfície geológica de Ceres, identificámos variações específicas de cor na superfície indicando alterações de material que são devidas a complexas interacções no processo de impacto e na composição do subsolo,' disse Jaumann. 'Para além do mais, isto dá evidências de uma camada no subsolo rica em gelo e substâncias voláteis.'

Contando Neutrões
Dados relevantes na possibilidade de gelo no subsolo está igualmente a emergir do Detector de Neutrões e Raios Gama da Dawn (GRaND), que iniciou a aquisição do conjunto de dados primários em Dezembro. Os neutrões e os raios gama produzidos pela interacção dos raios cósmicos com materiais à superfícies, providenciam a impressão digital do mapa químico de Ceres. Os dados serão analisados de modo a determinar a concentração de elementos químicos dentro do primeiro metro da superfície de Ceres.

Na órbita de baixa altitude da Dawn, os instrumentos detectaram um menor número de neutrões perto dos pólos de Ceres do que do seu equador, o que indica um aumento da concentração de hidrogénio a altas latitudes. Como o hidrogénio é um dos principais constituintes da água, gelo de água pode estar presente perto da superfície nas regiões polares.

'As nossas análises irão testar uma profecia de longa data de o gelo de água possa sobreviver mesmo abaixo da fria superfície, de alta latitude, por milhares de milhões de anos,' disse Tom Prettyman, co-investigador da Dawn e do Instituto de Ciência Planetária no Arizona, EUA.

O Mistério da Cratera Haulani
Mas o subsolo não tem a mesma composição ao longo de todo o Ceres, de acordo com dados de luz visível e infravermelha mapeada pelo espectrómetro (VIR), um aparelho que olha como vários comprimentos de luz são reflectidos pela superfície, permitindo aos cientistas a identificação de materiais.

A Cratera Haulani em particular, é um exemplo intrigante sobre como Ceres é diversificado em termos de composição de material à superfície. Esta cratera de formas irregulares, com a suas tiras de material brilhante, mostram uma proporção de materiais de superfície e os seus arredores quando visionados pelo VIR. Enquanto a superfície de Ceres é maioritariamente feita de uma mistura de materiais contendo carbonetos e filósilicatos, a sua proporção relativa varia ao longo da superfície.

'Imagens de cor-falsa de Haulani mostram que o material escavado por impactos é diferente da composição geral à superfície de Ceres. A diversidade de materiais implica que ou há uma camada mistura por baixo, ou que o próprio impacto mudou as propriedades dos materiais,' disse Maris Cristina de Sanctis, cientista da Dawn e do instrumento VIR, Instituto Nacional de Astrofísica em Roma.

A Grande Imagem do Todo
Dawn fez história no último ano como a primeira missão a atingir o planeta anão, e a primeira a orbitar dois corpos celestes distintos - ambos no cinturão de asteróides, entre Marte e Júpiter. A missão conduziu extensivas observações de Vesta durante 14 meses em órbita entre 2011-2012.

'Estamos satisfeitos por revelar estas maravilhosas novas imagens, especialmente Occator, que ilustra a complexidade de processos que formam a superfície de Ceres. Agora que podemos ver as enigmáticas manchas brilhantes de Ceres, minerais da superfície e morfologia em alta resolução, estamos ocupados a tentar descobrir que processos moldaram este planeta anão único. Por comparação de Ceres a Vesta, iremos descobrir novas características acerca do inicio do sistema solar,' diz Carol Raymond, investigador da missão Dawn, na NASA, Califórnia.

Ceres é o maior corpo no cinturão de asteróides entre Marte e Júpiter e o único desses objectos a ter tido a classificação de planeta anão. A sonda Dawn da NASA tem estado em órbita à volta de Ceres há mais de um ano e tem mapeado a sua superfície com grande detalhe.

Uma das maiores surpresas foi a descoberta de grande manchas brilhantes, que reflectem muito mais luz que os seus arredores escuros e circundantes. A mais proeminente destas manchas está dentro da cratera Occator e sugere que Ceres poderá ser um mundo muito mais activo do que a maioria dos seus vizinhos asteróides.

Novas e muito precisas observações usando o espectrógrafo HARPS no espelho ESO de 3,6 metros do telescópio de La Silla, Chile, detectou agora o movimento das manchas devido à rotação de Ceres sobre o seu eixo, mas encontrou também variações adicionais inesperadas sugerindo que o material das manchas é volátil e evapora com a luz do Sol.

O líder do novo estudo, Paolo Molaro, do Observatório Astronómico de Trieste, conta a história: 'À medida que a sonda Dawn revelou as misteriosas manchas brilhantes na superfície de Ceres, eu imediatamente pensei nos possíveis efeitos mensuráveis a partir da Terra.

'À medida que Ceres roda, as manchas aproximam-se da Terra e afastam-se novamente, o que afecta o espectro da luz do Sol reflectida para a Terra.'

O dia de Ceres é de nove horas e os cálculos mostram que as velocidades das manchas para a frente e para trás a partir da Terra devido à rotação ser muito pequena, na ordem dos 20 km por hora. Mas este movimento é suficientemente grande para ser mensurável através do efeitos Doppler com instrumentos de alta-precisão como o HARPS.

A equipa observou Ceres com o HARPS durante pouco menos de duas noites em Julho e Agosto de 2015. 'O resultado foi uma surpresa,' acrescentou Antonino Lanza, do Observatório Astrofísico de Catani e co-autor do estudo.

'Vimos as esperadas mudanças do espectro a partir da rotação de Ceres, mas com outras variações consideráveis da noite para o dia.'

A equipa concluiu que as mudanças observadas podem ser devido à presença de substância voláteis que evaporam sob acção de radiação solar. Quando as manchas dentro da cratera Occator estão no lado iluminado pelo Sol, elas formam plumas que reflectem a luz do Sol muito eficientemente.

Estas plumas evaporam-se muito rapidamente, perdem reflectividade e produzem as mudanças observadas. Este efeito, no entanto, muda de noite para noite, fazendo aumentar os padrões aleatórios adicionais, tanto em escalas temporais mais curtas como mais longas.

Se esta interpretação for confirmada, Ceres seria muito mais diferente de Vesta e outros asteróides do cinturão de asteróides. Apesar de estar relativamente isolado, parece estar activo internamente. Ceres é conhecido por ser rico em água, mas não é claro se há relação com as manchas brilhantes. A fonte de energia que origina esta fuga continua de material da superfície, é igualmente desconhecida.

A sonda Dawn continua a estudar Ceres e o comportamento das suas manchas misteriosas. Observações da Terra com o HARPS e outras instalações serão capazes de continuar mesmo depois do fim da missão espacial.

Quando o Sol brilha na cratera Occator, na superfície do planeta anão Ceres, uma espécie de névoa fina aparece por cima da mancha brilhante. Isto pode ser visto numa série de imagens realizadas pela câmara a bordo da sonda da NASA, Dawn, cujos os pesquisadores do Instituto Max Plank para a Pesquisa do Sistema Solar, publicaram a 9 de Dezembro de 2015, na revista Nature.

A névoa indica que água gelada pode existir perto à superfície. A mancha brilhante na cratera Occator, contém provavelmente sulfatos de magnésio, uma classe de sais minerais. Muitas das outras áreas claras da superfície de Ceres, consistirão provavelmente somente de sais minerais secos. Os novos resultados mostram que desde o início do sistema solar, a água congelada tem sido capaz de se manter, não só nos destinos mais longínquos, mas também no comparavelmente mais próximo cinturão de asteróides.

Uma fronteira invisível ocorre entre os planetas rochosos do sistema solar interior e os gigantes gasosos mais distantes. Há cerca de 4,500 milhões de anos, água e outras substâncias voláteis, evaporaram de regiões próximas do Sol deixando para trás os planetas interiores Mercúrio, Vénus, Terra e Marte como mundos rochosos e secos. Só muito longe do Sol estas substâncias poderiam permanecer intactas.

Elas existem até hoje nos planetas gasosos e nas suas luas geladas. Até a água na Terra é uma migrante recente dessa região distante. Mas onde está exactamente a linha de gelo localizada actualmente, e onde estava no passado? Onde é que no Sistema Solar a água gelada foi capaz de sobreviver?

A sonda Dawn da NASA está à procura de resposta para estas questões no cinturão de asteróides - uma região entre as órbitas de Marte e Júpiter que está cheia de incontáveis asteróides, alguns maiores, outros menores em tamanho. No começo do ano, durante a fase de aproximação a Ceres, manchas brilhantes na superfície do maior ocupante do cinturão de asteróides, estava já a fazer disparar a imaginação de cientistas e leigos igualmente.

O que é gelo exposto? Ou será que os sais deram às manchas brilhantes a sua alta reflectividade? 'Estamos provavelmente a ver resquícios de um processo de evaporação exibindo diferentes graus em diferentes locais. Talvez testemunhemos a ultima fase de um anterior período mais activo', diz Andreas Nathues do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar, principal investigador da equipa da câmara e principal autor do estudo publicado na Nature. A luz reflectida para o espaço por todas as mais de 130 manchas brilhantes, diferem grandemente de outras regiões; contém uma maior proporção de azul, por exemplo. Isto é demonstrado pelas avaliações da câmara tiradas com a ajuda de diferentes filtros de cores.

'Comparaçõescom uma larga variedade de materiais que são examinados em laboratório, indicam que entre outros materiais, sulfato de magnésio hidratado, foram encontrados lá,' explica o segundo autor Martin Hoffman, cientista do Instituto Max Planck. Estes minerais também existem na Terra - por vezes na orla de alguns lagos salgados.

A cratera Occator tem outra característica noticiável. A mancha central da parte mais interior da cratera é muito mais brilhante que a outra região brilhante à superfície. Está localizada numa espécie de 'tigela dentro da supefície' medindo 10 Km de diâmetro e meio quilómetro de profundidade. ' Em algumas das nossas imagens, é também possível reconhecer a névoa difusa sobre o fundo da cratera,' diz Nathues.

O nevoeiro ocorre num ciclo diário, cada vez que a luz do sol atinge o fundo da cratera. ' O gelo provavelmente evapora-se de lá e arrasta pequenas partículas,' continua o pesquisador. O processo assemelha-se à saída de gás de um cometa, mas ocorre actualmente a um ritmo vagaroso e sem erupções.

Indicações de água congelada em Ceres, são conhecidas há já algum tempo. A densidade do corpo esférico é demasiado baixa para um interior puramente de rocha e metal, por exemplo. No começo do último ano, investigadores da equipa de Michael Kupper na Agência Espacial Europeia (ESA), relataram a possibilidade de vapor de água perto a Ceres usando o Observatório Espacial Herschel. Contrariamente às novas medidas, o gás não foi espacialmente resolvido, mas a sua presença foi indicada pela absorção do espectro da linha de luz.

Dawn está agora a dar detalhes mais perto de Marte. As medidas que foram publicadas foram efectuadas a uma distância de cerca de 1470 Km. 'Os sais que apareceram na superfície de Ceres estão fortemente localizadas,' diz Martin Hoffmann.

Elas ocorrem quase sempre em cratera ou perto de crateras, tanto grandes como pequenas. A cratera Occator, que pode conter gelo, é um exemplo particularmente novo. A cratera de orlas aguçadas e as poucas crateras de impacto no fundo da cratera, indicam que terá sido formada a somente 78 milhões de anos atrás.

A segunda maior estrutura brilhante da superfície de Ceres, a cratera Oxo, que não tinha nome até há umas semanas atrás e que era por isso chamada de 'característica A' no estudo, é relativamente jovem igualmente e poderá também conter gelo.

'A interpretação mais plausível dos nossos resultados é a que que há uma mistura de gelo e sais sobre algumas partes da superfície de Ceres,' disse Andreas Nathues. Este material poderá ser exposto pelos impactos de asteróides de tamanho médio. O gelo evapora gradualmente até que os sais e os filosilicatos são deixados.

'Os nossos resultados mostram que o gelo no subsolo é também capaz de  sobreviver no cinturão de asteróides, que é relativamente perto do Sol,' diz Nathues. 'A camada da superfície rochosa protege-a dos efeitos do Sol.' A distância entre o Sol e o planeta-anão Ceres é somente a cerca de 414 milhões de quilómetros. Júpiter, cujas luas geladas emitem água, é praticamente duas vezes mais afastada; e os cometas que são ricos em água, passam a maior parte da sua vida nos confins do sistema solar.

No entanto é possível que Ceres não seja somente o reservatório de gelo no nosso sistema planetário que está mais perto do Sol. Observações espectrais do grande asteróide Pallas, que orbita o Sol a uma distância comparável à de Ceres, sugere que a superfície de ambos os corpos terão uma composição semelhante.

A sonda Dawn começou a sua jornada no cinturão de asteróides, que está localizada entre as órbitas de Marte e Júpiter, em Setembro de 2007. Em 2011, a sonda chegou ao protoplaneta Vesta e acompanhou-o por mais de uma ano. A 6 de Março de 2015, a Dawn chegou à órbita do planeta Ceres e tem estado gradualmente a avançar para órbitas cada vez mais baixas desde então. Chegará à sua órbita mais baixa em meados de Dezembro e mantê-la-á ao longo do próximo ano. Dawn estará então a uns meros 375 Km da superfície.