Cientistas da Universidade de Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) e da Universidade Rutgers usaram conceitos simples da física granular para explicar as curiosas formas de diamante de dois asteróides “próximos à Terra”.
Asteróides são corpos rochosos que orbitam o sol. O que os torna fascinantes para os pesquisadores é que eles são feitos de sobras de materiais – a matéria que não foi absorvida pelos planetas maiores quando o sistema solar se formou, cerca de 4,6 bilhões de anos atrás. Assim, eles podem lançar luz sobre os primeiros dias do sistema solar e a formação dos planetas. A maioria dos asteróides está presa no cinturão de asteróides, uma região entre Júpiter e Marte. Essa distância da Terra torna-os difíceis de estudar. Mas, ocasionalmente, um asteróide escapará e se aproximará da Terra, tornando possível fotografá-los de perto usando uma espaçonave não tripulada.
Foi o que aconteceu com esses dois asteróides em forma de diamante – Bennu e Ryugu. Ambos Bennu e Ryugu são classificados como asteróides de entulho, o que significa que são feitos de muitos pedaços menores de material rochoso que são fracamente mantidos juntos pela gravidade. Essencialmente, são apenas grãos que interagem entre si, como a areia de nossas praias.
“Modelos anteriores atribuíram essas formas de diamante às forças causadas pela rotação, o que resultou no material sendo conduzido dos pólos para o equador. Mas quando os asteróides foram simulados usando esses modelos, a forma era achatada ou assimétrica em vez de diamante, então sabíamos que algo não estava certo “, explicou o Dr. Tapan Sabuwala, principal autor do artigo publicado na Granular Matter e pesquisador na Unidade de Mecânica dos Fluidos do OIST. “Descobrimos que esses modelos careciam de um ingrediente chave, a deposição de material. E um modelo físico granular simples, normalmente usado para a deposição de grãos como areia ou açúcar, poderia prever a forma observada.”
Imagine despejar areia ou açúcar em um funil. Um coquetel de forças diferentes garantirá que ela forme uma pilha cônica (como um chapéu de festa). Os físicos granulares podem prever a forma da pilha com base nas diferentes forças que atuam sobre os grãos. O Dr. Sabuwala, junto com o Professor Pinaki Chakraborty que lidera a Unidade e o Professor Troy Shinbrot da Rutgers University, transferiu essas idéias para os asteróides.
O Dr. Sabuwala explicou como, nesses asteróides, a gravidade é orientada de maneira diferente em comparação com a experimentada por uma pilha de areia na praia. “Tivemos que fatorar isso em nosso modelo, juntamente com o fato de que a rotação do asteróide também desempenha um papel significativo”, disse ele.
Assim, em vez da forma cônica vista no acúmulo de grãos na Terra, as forças em ação nos asteróides produziram formas de diamante. A força centrífuga, causada pela rotação, diminuiu perto dos pólos dos asteróides, fazendo com que o material se acumulasse ali e resultando em sua aparência elevada distinta. Outra distinção importante deste modelo (em comparação com os anteriores) é que ele sugere que esses asteróides de entulho não começaram como uma esfera e se deformaram em forma de diamante. Em vez disso, o acúmulo de detritos fez com que a forma de diamante se formasse muito cedo na formação do asteróide, e qualquer remodelagem subsequente foi mínima. Além disso, a noção de que as formas de diamante foram moldadas durante os estágios iniciais da formação do asteróide, embora em desacordo com os modelos anteriores, é consistente com observações recentes.
Os pesquisadores mostraram a precisão desse modelo por meio de simulações e descobriram que os asteróides simulados formaram o formato de diamante distinto, apoiando ainda mais sua teoria.
“Usamos conceitos simples de como os grãos fluem para explicar como esses asteróides assumiram suas formas curiosas”, disse o professor Chakraborty. “Que ideias simples podem iluminar problemas complexos é, para nós, talvez o aspecto mais encantador deste trabalho.”
Publicado em 07/09/2021 17h44
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