O asteroide Cleópatra

Uma equipe de astrônomos obteve as imagens mais nítidas e detalhadas do asteroide Cleópatra.

© ESO/VLT (asteroide Cleópatra e suas luas)

Uma equipe, liderada Franck Marchis, astrônomo do Instituto SETI em Mountain View, EUA, e do Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, França, determinou a forma tridimensional e a massa deste asteroide peculiar, que se parece com um osso de cachorro, com uma precisão maior do que nunca. Este estudo fornece pistas sobre como é que este asteroide e as duas luas que o orbitam se formaram.

Cleópatra orbita o Sol no Cinturão de Asteroides, entre Marte e Júpiter. Observações por radar, obtidas há cerca de 20 anos, revelaram que este objeto possui dois lóbulos ligados por uma haste grossa. Em 2008, foi descoberto que Cleópatra tem em sua órbita duas luas, chamadas AlexHelios e CleoSelene, em homenagem aos filhos da rainha egípcia. 

Para saberem mais sobre Cleópatra, os astrônomos usaram fotografias do asteroide tiradas entre 2017 e 2019 em momentos diferentes, com o instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO. À medida que o asteroide ia rodando sobre si mesmo, foi possível observá-lo a partir de diversos ângulos e criar os modelos 3D mais precisos de sua forma até o momento. Estes modelos limitaram a forma de “osso de cachorro” do asteroide e o seu volume, descobrindo que um dos lóbulos é maior que o outro e determinando que o comprimento do asteroide é cerca de 270 km, ou seja, ou cerca de metade do comprimento do Canal da Mancha.

Em um segundo estudo, liderado por Miroslav Brož da Universidade Charles em Praga, República Tcheca, detalha como utilizou observações do SPHERE para determinar com precisão as órbitas das duas luas de Cleópatra. Estudos anteriores já tinham estimado estas órbitas, mas as novas observações do VLT mostraram que as luas não estavam onde os dados antigos tinham previsto.

Graças às novas observações e a modelos sofisticados, a equipe conseguiu descrever de forma precisa como é que a gravidade de Cleópatra influencia os movimentos das suas luas e determinar as órbitas complexas de AlexHelios e CleoSelene, o que, por sua vez, lhe permitiu calcular a massa do asteroide, descobrindo assim que esta é 35% menor do que o estimado anteriormente.

Combinando estes novos valores de massa e volume, os astrônomos puderam calcular um novo valor para a densidade do asteroide, a qual, sendo menor que metade da densidade do ferro, revelou ser menor do que o que se pensava anteriormente. A nova densidade calculada é de 3,4 gramas por centímetro cúbico, enquanto anteriormente se pensava que a sua densidade média fosse de 4,5 gramas por centímetro cúbico.

A baixa densidade de Cleópatra, que se pensa ter uma composição metálica, sugere que este asteroide tem uma estrutura porosa e poderá ser pouco mais que um “monte de entulho”, o que significa, muito provavelmente, que se formou quando material continuou acumulando após um enorme impacto. 

A estrutura do asteroide Cleópatra e a maneira como ele gira também dão indicações de como suas duas luas poderiam ter se formado. O asteroide gira quase a uma velocidade crítica (que corresponde à velocidade acima da qual começaria a se desfazer) e por isso até pequenos impactos podem arrancar pedras da sua superfície. Pode ser que o asteroide Cleópatra é literalmente responsável pelo nascimento das suas luas. 

As novas imagens de Cleópatra e os resultados que daí se obtêm apenas foram possíveis graças a um dos sistemas de óptica adaptativa avançada em uso no VLT, situado no deserto chileno do Atacama. A óptica adaptativa ajuda a corrigir as distorções causadas pela atmosfera terrestre que faz com que os objetos pareçam desfocados, o mesmo efeito que faz com que as estrelas “cintilem” quando observadas a partir da Terra.

Devido a estas correções, o SPHERE foi capaz de obter imagens de Cleópatra, localizado a 200 milhões de quilômetros de distância da Terra quando está na sua posição mais próxima de nós, apesar do seu tamanho aparente do céu ser equivalente ao de uma bola de golfe situada a 40 km de distância.

O futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, com os seus sistemas de óptica adaptativa avançados, será ideal para obter imagens de asteroides distantes tais como Cleópatra.

Os estudos foram publicados no periódico Astronomy & Astrophysics. 

Fonte: ESO