Como grãos de milho estourando em uma frigideira, pequenos grãos de poeira podem pular na superfície de asteroides, de acordo com um novo estudo de físicos da Universidade do Colorado Boulder.
Esse efeito de pipoca pode até ajudar a arrumar asteróides menores, fazendo com que percam poeira e pareçam ásperos e escarpados do espaço.
Os pesquisadores publicaram seus resultados em 11 de julho na revista Nature Astronomy. Suas descobertas podem ajudar os cientistas a entender melhor como os asteroides mudam de forma ao longo do tempo – e como esses corpos migram pelo espaço, às vezes trazendo-os perigosamente para perto da Terra, disse Hsiang-Wen (Sean) Hsu, principal autor do estudo.
“Quanto mais material de granulação fina, ou regolito, esses asteroides perdem, mais rápido eles migram”, disse Hsu, pesquisador associado do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP) da CU Boulder.
A pesquisa começou com algumas fotos curiosas.
Em 2020, uma espaçonave da NASA chamada OSIRIS-REx viajou mais de 1 bilhão de milhas para se encontrar com o asteroide (191055) Bennu, que é quase tão alto quanto o Empire State Building. Mas quando a espaçonave chegou, os cientistas não encontraram o que esperavam: a superfície do asteroide parecia uma lixa áspera, não lisa e empoeirada como os pesquisadores haviam previsto. Havia até grandes pedras espalhadas por seu exterior.
Agora, Hsu e seus colegas se basearam em simulações de computador, ou modelos, e experimentos de laboratório para explorar esse quebra-cabeça. Ele disse que forças semelhantes à eletricidade estática podem estar chutando os menores grãos de poeira, alguns não maiores que uma única bactéria, do asteroide para o espaço – deixando apenas rochas maiores para trás.
Bennu não está sozinho, disse o coautor do estudo, Mihály Horányi.
“Estamos percebendo que essa mesma física está ocorrendo em outros corpos sem ar, como a lua e até os anéis de Saturno”, disse Horányi, pesquisador do LASP e professor de física da CU Boulder.
Bennu e Ryugu
Os asteroides podem parecer congelados no tempo, mas esses corpos evoluem ao longo de suas vidas.
Hsu explicou que asteróides como Bennu estão constantemente girando, o que expõe suas superfícies à luz solar, depois à sombra e à luz solar novamente. Esse ciclo interminável de aquecimento e resfriamento sobrecarrega as maiores rochas da superfície, até que elas inevitavelmente racham.
“Está acontecendo todos os dias, o tempo todo”, disse Hsu. “Você acaba erodindo um grande pedaço de rocha em pedaços menores.”
É por isso que, antes de os cientistas chegarem a Bennu, muitos esperavam encontrá-lo coberto de areia lisa – um pouco como a lua se parece hoje. Não muito antes, uma missão espacial japonesa pousou em um segundo pequeno asteroide chamado Ryugu. A equipe encontrou um terreno igualmente acidentado e escarpado.
Hsu e seus colegas estavam desconfiados.
Desde a década de 1990, pesquisadores do LASP usam câmaras de vácuo no laboratório para investigar as estranhas propriedades da poeira no espaço, incluindo um feito que chamam de “loft eletrostático”. O co-autor do estudo, Xu Wang, explicou que, à medida que os raios do sol banham pequenos grãos de poeira, eles começam a receber cargas negativas. Essas cargas vão se acumulando até que, de repente, as partículas se separam, como dois ímãs se repelindo.
Em alguns casos, esses grãos de poeira podem explodir a velocidades de mais de 20 milhas por hora (ou mais de 8 metros por segundo).
“Ninguém jamais havia considerado esse processo na superfície de um asteroide antes”, disse Wang, pesquisador associado do LASP.
Pequeno asteroide, grande asteroide
Para fazer isso, os pesquisadores, incluindo os ex-alunos de graduação da CU Boulder Anthony Carroll e Noah Hood, realizaram uma série de cálculos examinando a física do regolito em dois asteroides hipotéticos. Eles rastrearam como a poeira pode se formar e depois pularam por centenas de milhares de anos. Um desses asteroides falsos tinha cerca de 800 metros de diâmetro (semelhante em tamanho a Ryugu) e o segundo vários quilômetros de largura (mais próximo em diâmetro de grandes asteroides como Eros).
O tamanho fez a diferença. De acordo com as estimativas da equipe, quando grãos de poeira saltaram sobre o asteroide maior, eles não conseguiram ganhar velocidade suficiente para se libertar de sua gravidade. O mesmo não aconteceu no asteroide menor, semelhante ao Ryugu.
“A gravidade no asteroide menor é tão fraca que não pode impedir a fuga”, disse Hsu. “O regolito de grão fino será perdido.”
Essa poeira perdida, por sua vez, irá expor a superfície dos asteroides a ainda mais erosão, levando a um cenário rico em rochas como os cientistas encontrados em Ryugu e Bennu. Dentro de vários milhões de anos, de fato, o asteroide menor foi quase completamente limpo de poeira fina. O asteróide semelhante a Eros, no entanto, permaneceu empoeirado.
Hsu observou que esse efeito de depuração poderia ajudar a dar um empurrão nas órbitas de pequenos asteroides. Ele explicou que os asteróides migram porque a radiação do sol os empurra lentamente ao longo do tempo. Com base em pesquisas anteriores de outros cientistas, ele suspeita que asteróides cobertos de pedregulhos podem se mover mais rápido do que aqueles com aparência mais empoeirada.
Ele e seus colegas poderão em breve obter mais provas para respaldar seus cálculos. Em menos de 3 meses, uma missão da NASA chamada Double Asteroid Redirection Test (DART) visitará um par de asteroides menores – e Hsu estará observando para ver o quão empoeirados eles são.
“Teremos novas imagens de superfície para testar nossa teoria”, disse ele. “É bom para nós, mas também um pouco estressante.”
Publicado em 17/07/2022 18h12
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