Novas observações de um asteróide com a forma de um osso de cachorro e suas duas pequenas luas deram aos cientistas uma visão de como o estranho trio surgiu.
Um astrônomo avistou pela primeira vez a rocha espacial Kleopatra entre outras rochas espaciais no cinturão de asteróides entre Marte e Júpiter em 1880, mas nas últimas décadas, os cientistas perceberam que a rocha espacial principal apresenta uma forma estranha e duas pequenas luas. E os pesquisadores sugeriram que não foi o fim das surpresas do Kleopatra. Assim, uma equipe de cientistas organizou o estudo da rocha espacial usando o Very Large Telescope com base no Chile.
O “Kleopatra é realmente um corpo único em nosso sistema solar”, disse Franck Marchis, astrônomo do Instituto SETI na Califórnia e do Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, França, que liderou novas pesquisas sobre o asteróide, em um comunicado.
“A ciência progride muito graças ao estudo de outliers estranhos”, acrescentou. “Acho que Kleopatra é um deles e entender esse sistema complexo e múltiplo de asteróides pode nos ajudar a aprender mais sobre nosso sistema solar.”
Em 2008, Marchis e seus colegas avistaram as duas luas de Kleopatra, AlexHelios e CleoSelene, batizadas com o nome de dois filhos da rainha mais famosa do Egito antigo. Mas, mesmo após a descoberta, os cientistas queriam ficar de olho no sistema – e observar o asteróide de 2017 a 2019 ajustou a imagem de Kleopatra dos pesquisadores.
Essas novas observações vêm do instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research (SPHERE) do Very Large Telescope. Como o nome sugere, o instrumento foi originalmente desenvolvido para detectar planetas alienígenas, de acordo com o Observatório Europeu do Sul (ESO), que opera a instalação. Essa pesquisa requer a localização de exoplanetas escuros ao redor de estrelas brilhantes, então SPHERE está bem posicionada para detectar as pequenas luas orbitando o corpo principal brilhante do Kleopatra a 120 milhões de milhas (200 milhões de quilômetros) de distância da Terra.
E, convenientemente, o instrumento também é equipado com um sistema óptico adaptativo de alta potência para ajustar as imagens para o borrão que a atmosfera da Terra causa. O resultado são fotos super nítidas, mesmo dentro do sistema solar.
Então, os pesquisadores usaram o SPHERE para tirar uma série de imagens do Kleopatra. Como as imagens eram tão nítidas, os cientistas puderam usá-las para ajustar os modelos do pedaço principal do Kleopatra e para identificar como as duas luas AlexHelios e CleoSelene orbitam o corpo maior.
No processo, os pesquisadores determinaram que os modelos orbitais anteriores para essas duas pequenas luas estavam incorretos. Isso é importante, já que os cientistas usam a relação entre um corpo e suas luas para entender a gravidade em jogo e, por sua vez, a massa do asteróide.
“Isso precisava ser resolvido”, disse Miroslav Bro?, cientista do sistema solar da Charles University, na República Tcheca. “Porque se as órbitas das luas estavam erradas, tudo estava errado, inclusive a massa do Kleopatra.”
Com os novos dados orbitais, os cientistas determinaram que Kleopatra é cerca de 35% menos massivo do que cálculos anteriores estimados. O novo valor, mais modelos aguçados do tamanho do asteróide, sugere que o asteróide não é tão denso quanto os cientistas pensavam, apesar do fato de os cientistas pensarem que o objeto é metálico. Esse paradoxo sugere que o Kleopatra tem uma estrutura de “pilha de escombros” com muitas lacunas, muito parecida com os asteróides Ryugu e Bennu que a espaçonave visitou para estudar de perto nos últimos anos.
Asteróides de pilha de entulho provavelmente se formam a partir de destroços coalescendo após um impacto gigante, mas a nova análise também sugere que AlexHelios e CleoSelene vieram do próprio Kleopatra. Essa teoria se baseia na determinação de que o Kleopatra está girando tão rápido que, se acelerasse muito, simplesmente se despedaçaria. De acordo com os pesquisadores, isso significa que até mesmo colisões com pequenos escombros podem puxar seixos da superfície do asteróide principal que podem então se aglutinar nas luas.
E os cientistas ainda não descartaram a possibilidade de outras luas minúsculas orbitando Kleopatra. No entanto, os pesquisadores precisarão esperar por instrumentos mais poderosos para ver esses corpos. Uma ferramenta possível será o Extremely Large Telescope, ou ELT, do ESO, programado para começar a ser observado no final desta década.
“Mal posso esperar para apontar o ELT para Kleopatra, para ver se há mais luas e refinar suas órbitas para detectar pequenas mudanças”, disse Marchis.
A pesquisa é descrita em dois artigos publicados quinta-feira (9 de setembro) na revista Astronomy & Astrophysics.
Publicado em 11/09/2021 10h01
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