Um cometa rasante (também chamado cometa rasante solar ou cometa solar) é um cometa que passa extremamente próximo ao Sol durante o periélio — às vezes a apenas alguns milhares de quilômetros da superfície solar. Embora cometas rasantes pequenos possam evaporar completamente durante tal aproximação, os maiores podem sobreviver a múltiplas passagens pelo periélio. Contudo, as intensas forças de maré e o calor extremo a que são submetidos frequentemente levam à sua fragmentação.
Os cometas rasantes foram alguns dos primeiros cometas observados pela humanidade, justamente por poderem atingir brilho extraordinário. Alguns são considerados grandes cometas. A proximidade extrema ao Sol não apenas aumenta a reflexão da luz solar pelo núcleo, mas também vaporiza grandes quantidades de gás, que refletem ainda mais luz — podendo torná-los visíveis a olho nu à luz do dia. Como grupo, os cometas rasantes representam quase um terço de todos os cometas conhecidos: em outubro de 2017, havia 1.495 cometas catalogados com periélio dentro de ~12 raios solares (~0,055 UA).
Definição e física
Brilho e composição
A passagem extremamente próxima ao Sol provoca um aumento dramático no brilho do cometa por dois mecanismos combinados: a maior proximidade eleva a reflexão direta da luz solar pelo núcleo, enquanto a intensa vaporização de gelo e compostos voláteis libera enormes quantidades de gás e poeira que formam a coma e a cauda, refletindo ainda mais luz.
Estudos coronagráficos revelaram que cometas rasantes tendem a atingir o pico de brilho a distâncias de aproximadamente 12,3 ou 11,2 raios solares do Sol. Acredita-se que essa variação reflita diferenças na composição mineralógica da poeira: o pico a 12,3 raios solares corresponderia à sublimação de olivina amorfa, enquanto o pico a 11,2 raios solares resultaria da sublimação de olivina cristalina. Um terceiro pico menor, observado a cerca de 7 raios solares, pode ser atribuído à sublimação de piroxênio.
O primeiro espectro de um cometa próximo ao Sol foi obtido por Finlay e Elkin em 1882, durante a passagem do Grande Cometa de 1882 (C/1882 R1). A análise posterior confirmou linhas espectrais de ferro (Fe) e níquel (Ni). O Cometa Ikeya-Seki (C/1965 S1) permitiu medições ainda mais detalhadas, revelando emissões de potássio (K), cálcio (Ca), Ca⁺, crômio (Cr), cobalto (Co), manganês (Mn), níquel (Ni), cobre (Cu) e vanádio (V).
Sobrevivência e fragmentação
A sobrevivência de um cometa rasante ao periélio depende principalmente do tamanho de seu núcleo. Estudos indicam que núcleos com raio superior a 2–3 km têm boa probabilidade de sobreviver à passagem, emergindo com raio final de aproximadamente 1 km. Núcleos menores tendem a evaporar completamente ou se fragmentar de forma irreversível.
As forças de maré exercidas pelo Sol durante a passagem pelo periélio são capazes de separar fragmentos do núcleo principal. Observações do satélite SMM em 1987 e 1988 revelaram pela primeira vez a existência de pares de cometas rasantes que surgiam com diferença de horas a duas semanas entre si — resultado da separação de um mesmo corpo progenitor a dezenas de UA do Sol, com velocidades de separação de apenas alguns metros por segundo, compatíveis com a velocidade de rotação dos núcleos.
As caudas de cometas rasantes que sobrevivem ao periélio — como o C/2011 W3 (Lovejoy) em 2011 — fornecem aos astrônomos informações valiosas sobre a estrutura da coroa solar, em particular sua estrutura magnética detalhada, ao interagirem visivelmente com o plasma coronal.
História
Séculos XVII–XIX
Um dos primeiros cometas a ter sua órbita calculada foi o cometa rasante de 1680, hoje designado C/1680 V1, observado por Isaac Newton, que publicou os resultados orbitais em 1687. Em 1699, Jacques Cassini propôs que cometas poderiam ter períodos orbitais curtos e que C/1680 V1 seria o mesmo objeto observado por Tycho Brahe em 1577. Em 1705, Edmond Halley refutou essa hipótese ao demonstrar que a diferença entre as distâncias do periélio dos dois cometas era grande demais para se tratar do mesmo objeto — marcando, contudo, a primeira vez que se cogitou uma relação entre grandes cometas.
Os grandes avanços na compreensão dos cometas rasantes ocorreram no século XIX com os grandes cometas de 1843, C/1880 C1 e 1882. O astrônomo americano Daniel Kirkwood observou que C/1880 C1 e C/1843 D1 tinham aparências muito semelhantes entre si e ao Grande Cometa de 1106, propondo em 1880 que seriam fragmentos separados de um mesmo objeto progenitor. Kirkwood também levantou a hipótese de que o corpo progenitor poderia ser o cometa observado por Aristóteles e Éforo em 371 a.C., com base no relato de Éforo sobre a fragmentação do cometa após o periélio.
Quando o Grande Cometa de 1882 (C/1882 R1) surgiu apenas dois anos após C/1880 C1, ficou claro que esses cometas brilhantes não eram retornos do mesmo objeto. Após o periélio, C/1882 R1 também se fragmentou em vários pedaços visíveis, reforçando a teoria de Kirkwood. O astrônomo alemão Heinrich Carl Friedrich Kreutz formalizou o grupo em estudos publicados no final do século XIX, determinando que todos os cometas rasantes com características orbitais semelhantes pertenciam a um mesmo grupo — posteriormente denominado grupo de Kreutz.
Até a década de 1880, acreditava-se que todos os cometas brilhantes próximos ao Sol eram retornos de um único cometa rasante. Foi Heinrich Kreutz e Daniel Kirkwood quem estabeleceu que, em vez disso, cada aparição era um cometa diferente, todos pertencentes a um grupo originado de fragmentações sucessivas.
Século XX: espectroscopia e coronagrafos
O primeiro cometa rasante observado no século XX surgiu em 1945. Entre 1960 e 1970, cinco cometas rasantes foram detectados: C/1961 O1, C/1962 C1 (Seki-Lines), C/1963 R1 (Pereyra), C/1965 S1 (Ikeya-Seki) e C/1970 K1. O Cometa Ikeya-Seki, com magnitude visual de aproximadamente −10, foi o mais brilhante do grupo e permitiu medições espectroscópicas detalhadas — o primeiro cometa desde o Grande Cometa de 1882 a exibir linhas de emissão de ferro. Brian Marsden utilizou as observações do Ikeya-Seki para dividir os cometas Kreutz em dois subgrupos em 1967: um com C/1106 C1 como corpo progenitor e outro com dinâmica semelhante mas sem progenitor confirmado.
Em 1979, o satélite norte-americano P78-1 (Solwind) detectou o primeiro cometa rasante por coronagrafia: C/1979 Q1 (Solwind), observado em 30 e 31 de agosto de 1979. Essa observação inaugurou uma nova era na detecção de cometas rasantes, até então visíveis apenas a olho nu.
Era SOHO (1995–presente)
O lançamento do satélite solar SOHO em 1995 revolucionou o estudo dos cometas rasantes. O coronagrafo LASCO a bordo do SOHO permitiu detectar cometas muito menores e mais fracos do que qualquer instrumento anterior. A grande maioria dos cometas rasantes observados pelo SOHO não sobreviveu ao periélio: a maior parte simplesmente evaporou, enquanto alguns podem ter colidido com o Sol.
Uma exceção notável foi o C/2011 W3 (Lovejoy), que sobreviveu à passagem pelo periélio em dezembro de 2011 a apenas ~140.000 km da fotosfera solar, tornando-se o primeiro cometa Kreutz em décadas a sobreviver ao periélio e sendo amplamente fotografado tanto do espaço quanto da Terra.
Cerca de 83% dos cometas rasantes observados pelo SOHO pertencem ao grupo de Kreutz. Os 17% restantes incluem cometas esporádicos e membros de três outros grupos identificados: Marsden, Kracht e Meyer.
Grupos de cometas rasantes
Grupo Kreutz
O grupo de Kreutz é o maior e mais famoso conjunto de cometas rasantes, com mais de 1.200 membros identificados pelo SOHO. Todos os membros compartilham elementos orbitais semelhantes — alta inclinação, periélio muito próximo ao Sol e órbita retrógrada — sugerindo uma origem comum em um único corpo progenitor que se fragmentou em passagens anteriores pelo periélio. Entre os membros mais brilhantes estão os grandes cometas de 1843 e 1882, o Cometa Ikeya-Seki (1965) e o C/2011 W3 (Lovejoy) (2011), cada um deles brevemente visível à luz do dia próximo ao Sol.
Grupo Marsden
O grupo Marsden é composto por cometas de período curto (aproximadamente 5 anos) descobertos principalmente pelo SOHO. Seus membros apresentam elementos orbitais relacionados ao cometa 96P/Machholz e foram associados a correntes de meteoros, incluindo as Ariétidas diurnas e as Delta Aquáridas.
Grupo Kracht
O grupo Kracht, descoberto por Rainer Kracht, também apresenta período orbital curto (~5 anos) e está igualmente associado ao 96P/Machholz e às mesmas correntes de meteoros do grupo Marsden, sugerindo uma origem comum. Os membros do grupo Kracht são tipicamente pequenos e fracos, raramente sobrevivendo ao periélio.
Grupo Meyer
O grupo Meyer é composto por cometas tipicamente pequenos, fracos e sem cauda visível. Ao contrário dos grupos Marsden e Kracht, os membros do Meyer podem ter órbitas de período intermediário ou longo. Sua relação dinâmica com outros grupos ou com um progenitor comum não está ainda completamente estabelecida.
Cometas esporádicos
Alguns cometas rasantes notáveis não pertencem a nenhum dos grupos formais. O Grande Cometa de 1680 (C/1680 V1), por exemplo, foi um cometa rasante utilizado por Isaac Newton para verificar as equações de Kepler sobre o movimento orbital, mas não compartilha elementos orbitais com os grupos conhecidos. O cometa C/2012 S1 (ISON), que se desintegrou pouco antes do periélio em 2013, apresentava elementos orbitais semelhantes ao Grande Cometa de 1680, sendo possivelmente um segundo membro desse grupo informal.
Importância científica
Os cometas rasantes oferecem duas contribuições científicas principais. Primeiro, ao passar tão próximos ao Sol, são submetidos a condições extremas que expõem a composição interna do núcleo — camadas que de outra forma permaneceriam inacessíveis. A análise espectroscópica de sua desgaseificação revela a composição química primordial dos planetesimais do Sistema Solar primitivo.
Segundo, as caudas dos cometas rasantes que sobrevivem ao periélio interagem com o plasma da coroa solar, funcionando como sondas naturais da estrutura magnética coronal. O comportamento da cauda do Lovejoy em 2011, por exemplo, revelou detalhes da estrutura magnética da baixa coroa solar que seriam difíceis de obter por outros meios.
Estudos indicam ainda que cometas de alta inclinação orbital com periélio inferior a ~2 UA podem, ao longo de muitas órbitas, ter sua distância perielial reduzida progressivamente por perturbações gravitacionais cumulativas até se tornarem cometas rasantes. O Cometa Hale-Bopp, por exemplo, tem aproximadamente 15% de probabilidade de eventualmente se tornar um cometa rasante.
Ver também
Cometas rasantes Kreutz Grande Cometa de 371 a.C. X/1106 C1 C/1965 S1 (Ikeya-Seki) C/2011 W3 (Lovejoy) C/2024 G3 (ATLAS) SOHO Grande Cometa
Ligações externas
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