A Lua domina nossa visão do céu noturno. Mas não é a única coisa que orbita a Terra. Um pequeno número do que os cientistas chamam de quase-satélites também orbita a Terra.
Um deles se chama Kamo’oalewa e é um asteroide próximo à Terra. É semelhante à Lua em alguns aspectos. Poderia ser um pedaço da Lua?
Kamo’oalewa foi descoberto em 2016 com o Pan-STARRS no Observatório de Haleakala. É um objeto incomum porque sua órbita muda com o tempo. Mas à medida que muda, sempre fica perto da Terra.
Sua superfície também é notável. Reflete a luz da mesma forma que a Lua, graças à presença de silicatos. Essa é uma pista intrigante para suas origens, mas não é a única pista. Embora Kamo’oalewa não seja o único quase-satélite, nem o único no grupo Apollo, é o menor, o mais próximo e o mais estável deles.
Um novo estudo examina a órbita do objeto para entender se poderia ser material ejetado da Lua. O estudo é Caminhos orbitais para uma origem de ejeção lunar do asteroide Kamo`oalewa próximo à Terra. O primeiro autor é José Daniel Castro-Cisneros, do Departamento de Física da Universidade do Arizona.
Às vezes, pequenos corpos no Sistema Solar não seguem órbitas heliocêntricas. Em vez disso, devido às ressonâncias orbitais, eles podem compartilhar a órbita de um planeta massivo. Estes são chamados de objetos coorbitais, e os troianos de Júpiter são um grupo de tais objetos.
Existem três tipos principais de coorbitais: Trojan/girino (T), ferradura (HS) e satélite/quase-satélite retrógrado (QS). Os dois tipos importantes nesta pesquisa são os dois últimos: HS e QS .
Kamo’oalewa está além da Esfera da Colina da Terra, que é uma região do espaço que domina a atração de satélites. A Lua está dentro da Esfera da Colina e, embora sua órbita esteja sujeita a pequenas perturbações e mudanças, ela é bastante estável. Mas Kamo’oalewa está fora da esfera e sua órbita é altamente elíptica. É chamado de quase-satélite porque o Sol exerce mais atração sobre ele do que a Terra.
A Terra tem 21 objetos coorbitais: dois são Trojans, seis estão no estado QS e 13 estão em movimento HS. Mas Kamo’oalewa é diferente dos outros objetos QS.
Os outros 20 estão apenas temporariamente em seus estados coorbitais, geralmente por menos de algumas décadas, enquanto Kamo’oalewa persiste. Ele faz a transição entre o movimento HS e o movimento QS e faz isso há séculos. Continuará fazendo isso por séculos.
Por que é que? O que sobre suas origens o obriga a seguir esta órbita?
“Considerando sua órbita semelhante à da Terra e sua semelhança física com os materiais da superfície lunar, exploramos a hipótese de que ele pode ter se originado como um fragmento de detritos de um impacto de meteoro com a superfície lunar”, afirma o artigo.
Como eles não podem voltar no tempo e observar a Lua durante sua longa história de bombardeio, os cientistas fazem a próxima melhor coisa. Eles usam computadores para simular eventos com uma ampla variedade de valores variáveis e ver o que encontram. Neste artigo, os pesquisadores modelaram partículas ejetadas da Lua por colisões.
“Realizamos simulações numéricas da evolução dinâmica de partículas lançadas de diferentes locais na superfície lunar com uma variedade de velocidades de ejeção”, escrevem eles.
A maioria das partículas em sua simulação deixa a vizinhança da Terra e sua Lua e faz a transição para órbitas ao redor do Sol, o que não é surpreendente. A massa dominante do Sol influencia tudo no Sistema Solar.
Mas alguns – apenas um pequeno número – não entram em órbitas heliocêntricas. Em vez disso, eles ocupam órbitas semelhantes à órbita de Kamo’oalewa. “À medida que esses ejetas escapam do ambiente Terra-Lua e evoluem para órbitas heliocêntricas, descobrimos que uma pequena fração das condições de lançamento produz resultados compatíveis com o comportamento dinâmico de Kamo’oalewa”, escrevem eles.
Os que imitam o menor e mais estável quase-satélite da Terra têm uma coisa em comum: a velocidade de lançamento. “As condições mais favoráveis são velocidades de lançamento ligeiramente acima da velocidade de escape do hemisfério lunar posterior”, explicam os pesquisadores.
Kamo’oalewa tem uma inclinação eclíptica moderada de cerca de 8°. Na simulação, a maioria das partículas ejetadas tem inclinações ainda menores que isso, geralmente entre 1° e 3°. Mas alguns deles alcançaram inclinações mais altas semelhantes às de Kamo’oalewa.
As simulações mostram que Kamo’oalewa não precisava ter começado sua jornada com sua inclinação maior em relação a outras partículas. Sua inclinação também não fica em 8°. Durante aproximações da Terra, ele experimenta saltos de inclinação que se acumulam ao longo de centenas de anos e depois se dissipam ao longo de milhares de anos.
“Esses resultados demonstram que a inclinação de Kamo’oalewa pode ter surgido de uma inclinação inicial menor por meio de chutes em aproximações durante seu estado de HS”, explicam os autores.
A superfície da Lua é coberta por crateras de impacto, e o registro histórico mantido nessas crateras constitui um bom teste para a hipótese do impacto lunar de Kamo’oalewa. “As velocidades de ejeção lunar (acima da velocidade de escape lunar, 2,4 km/s) necessárias para obter os resultados coorbitais parecem ser alcançáveis em impactos meteoróides na Lua”, escrevem os autores.
Os impactos na superfície lunar rotineiramente têm velocidades de impacto de 22 quilômetros/segundo (13,7 milhas/segundo) e podem chegar a 55 quilômetros/segundo. Outros estudos de simulação mostram que impactos com essas velocidades podem ejetar detritos viajando a uma velocidade de até 6 km/segundo, bem acima do limite de fuga de 2,4 km/segundo.
Estudos de crateras lunares também mostram que grandes crateras de impacto com mais de 33 quilômetros de diâmetro ocorrem uma vez a cada 25 milhões de anos, e essas grandes crateras são prováveis fontes de material ejetado de impacto viajando rápido o suficiente para escapar da Lua. Os autores dizem que um futuro ainda terá que abordar qual cratera específica pode ter sido a fonte de Kamo’oalewa.
“Deixamos para um estudo separado para investigar se uma cratera lunar de tamanho, idade e localização geográfica apropriados pode ser consistente com a hipótese de ejeção lunar para a proveniência de Kamo’oalewa”, escrevem eles.
Se os cientistas puderem provar que Kamo’oalewa é um pedaço da Lua, isso abre algumas possibilidades intrigantes. Seria o primeiro e “… seria de grande interesse para o estudo cosmoquímico como uma amostra de material lunar antigo”, escrevem os autores.
Fala-se em missões para Kamo’oalewa, mas podem ser modestas. Em 2017, uma equipe de assistentes de pesquisa de pós-graduação apresentou um plano para enviar uma pequena espaçonave ao asteroide. Sua proposta foi chamada de missão Near-Earth Asteroid Characterization and Observation (NEACO).
Em um documento de conferência de 2019, um grupo de cientistas da NASA propôs a missão New Moon Explorer. Seria uma pequena missão de espaçonave. Ambos os conceitos se concentraram na determinação da massa, densidade, composição, características do regolito e outras propriedades do asteroide.
Kamo’oalewa é pequeno, talvez com apenas 40 metros (131 pés) de diâmetro. Mas isso não impediu a China de desenvolver uma missão própria mais ambiciosa. Chama-se Tianwen-2 e, juntamente com a própria espaçonave, haverá um nano-órbita e um nano-lander.
O nano-lander colherá uma amostra do asteroide que será devolvida à Terra para análise. Tianwen-2 deve ser lançado em 2025 e também visitará o cometa 311P/PANSTARRS do cinturão principal.
Se uma ou todas essas missões forem bem-sucedidas, podemos finalmente saber se Kamo’oalewa é realmente um pedaço da Lua.
Publicado em 09/05/2023 11h10
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