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O guitarrista Queen e astrofísico Brian May se uniu a pesquisadores de asteroides para investigar semelhanças notáveis e uma diferença intrigante entre corpos separados, explorados por sondas espaciais. A equipe de pesquisa executou um 'clube de luta' baseado em supercomputador, envolvendo grandes colisões de asteroides simuladas para sondar a provável origem dos objetos. O trabalho deles é relatado na Nature Communications .
Tanto o asteróide Bennu de 525 m de diâmetro visitado pelo OSIRIS-REx da NASA quanto o asteroide Ryugu de 1 km de diâmetro atingido pelo japonês Hayabusa2 possuem a mesma forma distinta de pião e densidades de material semelhantes. No entanto, o par contém quantidades diferentes de água, conforme revelado no mapeamento espectral de materiais hidratados. Ryugu parece fracamente hidratado em comparação com Bennu, apesar de ser um jovem comparativo em termos de asteroides, estimado em meros 100 milhões de anos.
"As formas dos asteroides e seu nível de hidratação podem servir como verdadeiros rastreadores de sua origem e história", diz o co-autor Brian May.
Mistério em forma de pião
O estudo foi liderado por Patrick Michel, diretor de pesquisa do CNRS do Observatório Côte d'Azur da França , também cientista chefe da missão Hera da ESA para a defesa planetária . Ele observa que essa pesquisa também tem relevância para a Hera, que explorará o sistema de asteroide binário Didymos após a deflexão orbital do menor dos dois corpos pela sonda DART da NASA .
"Esta forma de rotação de Bennu e Ryugu - incluindo uma protuberância equatorial acentuada - é compartilhada por muitos outros asteroides, incluindo o asteróide Didymos de 780 m", explica Patrick.
“Uma hipótese importante é que uma alta taxa de rotação leva a força centrífuga a mudar sua forma ao longo do tempo , à medida que o material flui dos pólos para o equador. Essa rotação pode ser construída ao longo do tempo pelo aquecimento gradual da luz solar - conhecido como efeito Yarkovsky – O'Keefe – Radzievskii – Paddack (YORP), nomeado após quatro pesquisadores diferentes de asteróides.
“Para Didymos, isso pode explicar de onde veio o luar menor de Didymos A - formado a partir de material que se libertou do equador que gira rapidamente. No caso de Bennu e Ryugu, no entanto, existe um problema: a inspeção de perto por suas respectivas naves espaciais revelou grandes crateras em suas cordilheiras equatoriais, sugerindo que esses recursos se formaram muito cedo na história dos asteroides”.
As descobertas colocaram uma pergunta, explica o co-autor do estudo Ron Ballouz, do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona : “Essas propriedades - forma, densidade, densidade ou níveis de hidratação mais altos do asteroide - são as conseqüências das evoluções desses objetos? , uma vez formado, ou o resultado imediato de sua formação? ”
Volte no tempo com simulações de supercomputadores
Como uma maneira de olhar para trás no tempo, os pesquisadores realizaram simulações numéricas de asteroides da classe de 100 km sendo interrompidos por colisões, liberando abundantes fragmentos que gradualmente se transformaram em corpos agregados - que se acredita ser a maneira pela qual a maioria dos asteroides maiores que 200 m foram formados .
As simulações foram executadas usando o supercomputador Bluecrab, operado pelo Centro de Computação Avançada de Pesquisa de Maryland, através da Universidade Johns Hopkins e da Universidade de Maryland.
"As simulações foram extremamente intensas em termos computacionais e levaram vários meses para serem realizadas", acrescenta Patrick Michel. “A parte mais desafiadora foi a simulação do processo de recumulação, que incluiu codificação detalhada para contato com partículas, incluindo atrito por deslizamento, deslizamento e cisalhamento. Também analisamos o nível de aquecimento dos fragmentos pós-impacto, determinando o nível de hidratação.
“O que descobrimos foi que, embora o processo de recumulação tenha levado a uma ampla variedade de formas, há uma tendência para um pião, porque o material agregado pode ser capturado em um disco central e, eventualmente, forma um pião ou pelo menos um esferoide re-acumulado. Esse esferoide pode ser transformado pelo efeito YORP para formar uma protuberância equatorial em uma escala de tempo rápida em termos de asteróides, de menos de um milhão de anos, explicando o que vemos em Bennu e Ryugu”.
A outra descoberta da equipe é que os níveis finais de hidratação podem variar acentuadamente entre os agregados formados pela perturbação do corpo dos pais. Brian May trabalhou com Claudia Manzoni, da London Stereoscopic Company, para produzir imagens em 3D de estereograma das consequências imediatas dos impactos, revelando fragmentos individuais que mostram uma ampla diversidade nos níveis de aquecimento e, portanto, hidratação.
“Durante uma colisão, é possível formar um agregado como o Bennu, que experimentou pouco aquecimento por impacto e outro com mais material aquecido, como o Ryugu”, explica Brian May.
Imagens de estereograma de ruptura de asteróide simulada
Árvores genealógicas de asteróides
Patrick Michel acrescenta: “O resultado é que Bennu e Ryugu podem realmente fazer parte da mesma família de asteroides, originários do mesmo pai, apesar de seus níveis de hidratação muito diferentes agora. Sabemos que eles vêm da mesma região do Cinturão de Asteroides, o que torna isso mais provável, embora só tenhamos certeza de quando podemos analisar as amostras de asteróides que serão devolvidas por Hayabusa2 e OSIRIS-REx. ”
O envolvimento de Brian May resultou de suas atividades de pesquisa de asteroides, incluindo o trabalho nas equipes científicas Hayabusa2 e OSIRIS-REx e como membro do Conselho Consultivo do projeto NEO-MAPP (Modeling Object Object and Payload for Protection), financiado por o programa H2020 da Comissão Europeia.
Este mês, a ESA está comemorando o Dia do Asteroide, reconhecido pela ONU, para inspirar o mundo sobre asteróides e seu papel na formação do nosso sistema solar, como podemos usar seus recursos, como asteroides podem abrir o caminho para futuras explorações e como podemos proteger nosso planeta dos impactos de asteroides. Mais informações e um mês de programação, via asteroidday.org
Fonte: Agência Espacial Europeia (ESA, no termo em inglês) / 02-06-2020
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA
(NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant 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 GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, 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
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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