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Este mosaico de Bennu foi criado usando observações feitas pela espaçonave OSIRIS-REx da NASA, que estava próxima ao asteróide por mais de dois anos.
Os cientistas pensaram que a superfície de Bennu era como uma praia arenosa, abundante em areia fina e seixos, o que teria sido perfeito para coletar amostras. As observações anteriores do telescópio da Terra sugeriram a presença de grandes faixas de material de granulação fina, menores do que alguns centímetros, chamadas de regolito fino. Mas quando a missão OSIRIS-REx da NASA chegou a Bennu no final de 2018, a missão viu uma superfície coberta de pedras. A misteriosa falta de regolito fino tornou-se ainda mais surpreendente quando os cientistas da missão observaram evidências de processos potencialmente capazes de transformar pedregulhos em regolito fino.
Uma nova pesquisa, publicada na Nature e liderada por Saverio Cambioni, da Universidade do Arizona, usou aprendizado de máquina e dados de temperatura de superfície para resolver o mistério. Cambioni conduziu a pesquisa no Laboratório Lunar e Planetário da universidade . Ele e seus colegas finalmente descobriram que as rochas altamente porosas de Bennu são responsáveis pela surpreendente falta de regolito fino na superfície.
"O 'REx' no OSIRIS-REx significa Regolith Explorer, portanto, mapear e caracterizar a superfície do asteroide era o objetivo principal", disse o co-autor do estudo e investigador principal da OSIRIS-REx, Dante Lauretta, professor regente de Ciências Planetárias da a Universidade do Arizona. "A espaçonave coletou dados de altíssima resolução para toda a superfície de Bennu, que estava abaixo de 3 milímetros por pixel em alguns locais. Além do interesse científico, a falta de regolito fino tornou-se um desafio para a própria missão, porque a espaçonave foi projetada para coletar tal material".
Um começo difícil e respostas sólidas
"Quando as primeiras imagens de Bennu chegaram, notamos algumas áreas em que a resolução não era alta o suficiente para ver se havia pequenas rochas ou rególito fino. Começamos a usar nossa abordagem de aprendizado de máquina para distinguir rególito fino de rochas usando emissão térmica (infravermelho ) de dados", disse Cambioni.
A emissão térmica do regolito fino é diferente daquela de rochas maiores, pois o tamanho de suas partículas controla a primeira, enquanto a última é controlada pela porosidade da rocha. A equipe construiu primeiro uma biblioteca de emissões térmicas associadas a regolitos finos misturados em diferentes proporções com rochas de porosidade variada. Em seguida, eles usaram técnicas de aprendizado de máquina para ensinar a um computador como "conectar os pontos" entre os exemplos, disse Cambioni. Eles analisaram 122 áreas na superfície do Bennu, que foram observadas durante o dia e a noite.
"Apenas o aprendizado de máquina poderia explorar com eficiência um conjunto de dados tão grande", disse Cambioni.
Cambioni e seus colaboradores encontraram algo surpreendente quando a análise dos dados foi concluída: o regolito fino não foi distribuído aleatoriamente em Bennu. Em vez disso, chegou a várias dezenas de por cento nas pouquíssimas áreas onde as rochas não são porosas, e sistematicamente mais baixo onde as rochas têm porosidade mais alta, que é a maior parte da superfície.
A equipe concluiu que muito pouco regolito fino é produzido a partir das rochas altamente porosas de Bennu porque elas são comprimidas em vez de fragmentadas por impactos de meteoróides. Como uma esponja, os vazios dentro das rochas amortecem o golpe dos meteoróides que se aproximam. Essas descobertas também estão de acordo com experimentos de laboratório de outros grupos de pesquisa.
"Basicamente, uma grande parte da energia do impacto vai para esmagar os poros, restringindo a fragmentação das rochas e a produção de novos rególitos finos", disse a co-autora do estudo Chrysa Avdellidou, pesquisadora de pós-doutorado no Centro Nacional Francês de Ciência Research (CNRS) - Laboratório Lagrange do Observatório e Universidade Côte d'Azur na França. Além disso, Cambioni e colegas mostraram que as rachaduras causadas pelo aquecimento e resfriamento das rochas de Bennu conforme o asteróide gira durante o dia e a noite ocorrem mais lentamente em rochas porosas do que em rochas mais densas, frustrando ainda mais a produção de rególito fino.
"Quando o OSIRIS-REx entregar sua amostra de Bennu (para a Terra) em setembro de 2023, os cientistas serão capazes de estudar as amostras em detalhes", disse Jason Dworkin, cientista do projeto OSIRIS-REx no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Isso inclui testar as propriedades físicas das rochas para verificar este estudo".
Outras missões têm evidências para apoiar as conclusões da equipe. A missão Hayabusa2 da Agência Aeroespacial e de Exploração do Japão (JAXA) para Ryugu, um asteroide carbonáceo como Bennu, descobriu que Ryugu também carece de regolito fino e tem rochas de alta porosidade. Por outro lado, a missão Hayabusa da JAXA em 2005 revelou rególito fino abundante na superfície do asteróide Itokawa, um asteróide do tipo S com rochas de uma composição diferente de Bennu e Ryugu. Um estudo anterior também de Cambioni e colegas forneceu evidências de que suas rochas são menos porosas do que as de Bennu e Ryugu usando observações da Terra.
"Durante décadas, os astrônomos contestaram que pequenos asteroides próximos à Terra pudessem ter superfícies de rocha nua", disse o co-autor do estudo Marco Delbo, diretor de pesquisa do CNRS, também no Laboratório Lagrange. "A evidência mais indiscutível de que esses pequenos asteroides poderiam ter regolito fino substancial emergiu quando a espaçonave visitou os asteróides do tipo S Eros e Itokawa nos anos 2000 e encontrou regolito fino em suas superfícies".
A equipe prevê que grandes faixas de regolito fino devem ser incomuns em asteroides carbonáceos, o mais comum de todos os tipos de asteróides observados, e que a equipe espera ter rochas de alta porosidade como Bennu. Em contraste, eles preveem que terrenos ricos em rególitos finos são comuns em asteroides do tipo S, o segundo tipo mais populoso de asteróides observado no sistema solar, que eles esperam ter rochas mais densas e menos porosas do que os asteróides carbonosos.
"Esta é uma peça importante no quebra-cabeça que impulsiona a diversidade das superfícies dos asteroides", disse Cambioni. "Os asteróides são considerados relíquias do início do sistema solar, portanto, compreender a evolução que eles passaram no tempo é crucial para compreender como o Sistema Solar se formou e evoluiu. Agora que sabemos esta diferença fundamental entre asteróides carbonáceos e do tipo S, no futuro as equipes podem preparar melhor as missões de coleta de amostras, dependendo da natureza do asteróide alvo".
Cambioni está continuando sua pesquisa sobre diversidade planetária como um distinto pós-doutorado no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do Instituto de Tecnologia de Massachusetts.
A Universidade do Arizona lidera a equipe científica OSIRIS-REx e o planejamento de observação científica e processamento de dados da missão. O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, fornece gerenciamento de missão geral, engenharia de sistemas e segurança e garantia de missão para OSIRIS-REx. A Lockheed Martin Space em Littleton, Colorado, construiu a espaçonave e fornece operações de voo. Goddard e KinetX Aerospace são responsáveis por navegar na espaçonave OSIRIS-REx. OSIRIS-REx é a terceira missão do Programa de Novas Fronteiras da NASA, administrado pelo Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, para o Diretório de Missões Científicas da agência na sede da NASA em Washington, DC
Esta imagem mostra uma vista da superfície do asteroide Bennu em uma região próxima ao equador. Ela foi tirada pela câmera PolyCam da espaçonave OSIRIS-REx da NASA em 21 de março de 2019 a uma distância de 3,5 km. O campo de visão é 158,5 pés (48,3 m). Para escala, a rocha de cor clara no canto superior esquerdo da imagem tem 24 pés (7,4 m) de largura.
Créditos: NASA / Goddard / University of Arizona
Comunicado à imprensa da Universidade do Arizona: Rochas altamente porosas responsáveis pela superfície surpreendentemente escarpada de Bennu
Natureza: produção de regolito fino em asteróides controlados pela porosidade da rocha
Por Mikayla Mace Kelley,
Universidade do Arizona
Fonte: NASA / Editor: Rani Gran / 21-10-2021
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/nasa-mission-helps-solve-a-mystery-why-are-some-asteroid-surfaces-rocky
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Hélio R.M.Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica,
concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os
conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration),
ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A
partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB),
como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br
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