Como os cometas se formam, de onde vêm e por que suas órbitas diferem

Os cometas geralmente são descritos como bolas de neve cósmicas: corpos sólidos feitos de rocha, poeira e gases congelados que orbitam o Sol, de acordo com a visão geral dos cometas da NASA. Longe do Sol, o núcleo gelado de um cometa é pequeno — a NASA o compara com o tamanho de uma pequena cidade. Conforme o cometa se aproxima do Sol, o calor faz com que esses gases congelados se vaporizem, produzindo uma cabeça brilhante chamada de coma que pode crescer mais do que a maioria dos planetas, além de uma cauda de poeira e gás que pode se estender por milhões de milhas.

De onde os cometas nascem

De acordo com a NASA, os cometas são restos deixados pela formação do sistema solar. Em vez de estarem espalhados aleatoriamente pelo sistema solar, a maioria está concentrada em duas regiões de armazenamento distintas: o Cinturão de Kuiper, que começa além da órbita de Netuno, e a Nuvem de Oort muito mais distante, conforme a página de fatos do Cinturão de Kuiper da NASA.

O Cinturão de Kuiper é uma região em forma de rosca de corpos gelados que começa perto da órbita de Netuno, cerca de 30 unidades astronômicas (UA) do Sol, e se estende até aproximadamente 50 UA em sua seção principal, com um disco mais disperso atingindo quase 1.000 UA, de acordo com a NASA. Leva o nome do astrônomo Gerard Kuiper, que publicou trabalhos teóricos sobre objetos transneptunianos em 1951, embora as descobertas reais de objetos do Cinturão de Kuiper não tenham começado até o início dos anos 1990 (Plutão, descoberto em 1930, foi o primeiro objeto identificado deste tipo, embora não tenha sido reconhecido como tal na época). Mais de 2.000 objetos foram catalogados até agora, e os cientistas estimam que existem centenas de milhares de corpos maiores que 60 milhas (100 quilômetros) de largura na região, segundo a NASA.

A Nuvem de Oort fica muito além do Cinturão de Kuiper, estendendo-se centenas de bilhões de quilômetros do Sol, de acordo com a Agência Espacial Europeia (ESA). Sua vasta distância e os efeitos gravitacionais de estrelas passageiras e a atração de maré da galáxia são pensados para lhe dar uma forma esférica, ao contrário do Cinturão de Kuiper mais plano e em forma de disco.

Por que as órbitas diferem: cometas de período curto versus período longo

O reservatório do qual um cometa se origina molda como os astrônomos classificam sua órbita. A página da missão Comet Interceptor da ESA distingue várias categorias com base no período orbital e no ângulo em que um cometa viaja em relação ao plano dos planetas (a eclíptica).

Os cometas da família de Júpiter completam uma órbita em menos de 20 anos e viajam perto do plano planetário, perto da órbita de Júpiter; suas trajetórias são fortemente moldadas pela gravidade de Júpiter, de acordo com a ESA. Os cometas tipo Halley têm períodos de 20 a 200 anos, viajam entre as órbitas de Júpiter e Plutão, e podem se aproximar do Sol em qualquer ângulo de 0 a 90 graus em relação ao plano planetário — o Cometa Halley, que retorna aproximadamente a cada 76 anos, é o exemplo mais conhecido citado pela ESA.

Tanto os cometas da família de Júpiter quanto os cometas tipo Halley são classificados como cometas de período curto, e a página do Cinturão de Kuiper da NASA atribui a maioria dos cometas de período curto da família de Júpiter a colisões no Cinturão de Kuiper que enviam fragmentos em direção ao Sol sob a influência gravitacional de Netuno.

Os cometas de período longo, em contraste, têm períodos orbitais que variam de 200 anos a mais de um milhão de anos, declara a ESA. Estes cometas raramente entram no sistema solar interior e tendem a chegar de direções e ângulos essencialmente aleatórios em vez de se aderir ao plano planetário — um padrão consistente com uma origem na Nuvem de Oort aproximadamente esférica ao invés do Cinturão de Kuiper mais plano. Porque os cometas de período longo são observados tão raramente de perto, a missão Comet Interceptor da ESA visa ser a primeira a estudar um de perto.

Outras categorias orbitais

A ESA também descreve cometas rasantes solares, que passam extremamente perto do Sol e muitas vezes se quebram ou se evaporam pelo calor, e cometas não periódicos, que podem ganhar velocidade suficiente de encontros próximos com planetas para escapar completamente da gravidade do Sol e deixar o sistema solar. Separadamente, objetos interestelares como 1I/'Oumuamua são pensados para ser exocometas que se formaram em torno de outras estrelas antes de passar pelo nosso sistema solar, de acordo com a ESA.

Do que os cometas são feitos

A NASA descreve os cometas como compostos de rocha, poeira e gases congelados. O material no Cinturão de Kuiper especificamente é descrito pela NASA como restos gelados contendo rocha, gelo de água, amônia e metano, com alguns corpos excedendo 600 milhas (cerca de 965 quilômetros) de largura, incluindo planetas anões como Plutão e Éris que compartilham a região. A NASA também observa que a massa total estimada do Cinturão de Kuiper não é mais do que aproximadamente 10% da massa da Terra.

Com passagens repetidas perto do Sol, o gelo de um cometa é gradualmente esgotado. A página do Cinturão de Kuiper da NASA observa que esses cometas podem eventualmente se tornar inativos, deixando de produzir a coma e cauda visíveis que definem cometas ativos.