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

Um possível cometa binário extinto na região próxima à Terra

Pesquisadores do Observatório Nacional (ON) podem ter identificado o primeiro núcleo de cometa binário extinto da história na região dos Objetos Próximos da Terra (NEOs, na sigla em inglês).

© NASA/JPL-Caltech (ilustração do asteroide binário 2017 YE5)

Trata-se do objeto 2017 YE5, que fez um encontro próximo com a Terra em junho de 2018, atingindo uma distância de cerca de 0,04 UA (unidades astronômicas), ou 6 milhões de quilômetros (cerca de 16 vezes a distância da Terra à Lua). 

O objeto foi descoberto em dezembro de 2017, mas nenhum detalhe sobre suas propriedades físicas e binaridade foram conhecidas até junho de 2018. Na passagem de 2018, os observatórios de radar do Arecibo, Green Bank e Goldstone identificaram que se tratava de um sistema binário. Mais precisamente, eles relataram que o 2017 YE5 é composto por dois corpos de aproximadamente 900 metros de diâmetro que orbitam um ao outro em torno de um centro de massa comum entre eles. 

Sistemas binários formados por componentes de tamanhos semelhantes são relativamente raros na região dos NEOs. O 2017 YE5 é um dos apenas quatro sistemas deste tipo conhecidos. Os outros três são 69230 Hermes, (190166) 2005 UP156 e 1994 CJ1. 

Durante a aparição de 2018, uma equipe de pesquisadores liderados pelo astrônomo do ON Filipe Monteiro realizou observações fotométricas do binário 2017 YE5 no Observatório Astronômico do Sertão de Itaparica (OASI), no Observatório Astronómico Nacional de San Pedro Martír (OAN-SPM, México) e no Blue Mountain Observatory (BMO, Austrália). Com os dados obtidos nos diferentes observatórios, foi possível realizar uma caracterização completa deste sistema binário incluindo: período orbital do sistema e o período rotacional dos componentes; os índices de cor (relacionados à composição superficial dos asteroides); densidade média; albedo (quantidade de radiação solar refletida) e tipo taxonômico (sistema de classificação de asteroides baseado na forma do espectro de reflectância e no albedo).

Os pesquisadores determinaram que o período orbital do sistema binário em torno do centro de massa comum é de cerca de 24 horas. No entanto, ao analisar possíveis períodos adicionais no sistema, os astrônomos verificaram que um dos objetos pode estar girando com um período de rotação de cerca de 15 horas: “Geralmente, esses sistemas com corpos de tamanho semelhantes estão totalmente sincronizados, o que significa que o período orbital é igual ao período de rotação dos corpos. Mas nesse sistema, um dos corpos parece não ter atingido a sincronização ainda. Uma das possibilidades é a de que o sistema seja relativamente recente e ainda não conseguiu atingir a sincronização completa,” explicou Monteiro. 

Além disso, não se descarta que os componentes deste sistema possam ter composições diferentes, o que tornaria o processo de sincronização mais longo devido à diferença entre as massas dos corpos. O estudo indica que o objeto possui uma superfície muito avermelhada, consistente com os asteroides do tipo D, um tipo primitivo de asteroide, rico em material orgânico e volátil. A densidade média do objeto é de cerca de 1g/cm³, o que sugere a presença de voláteis (por exemplo, gelos) no interior dos componentes do sistema.

Os índices de cor obtidos para 2017 YE5 também são típicos de cometas da família de Júpiter, o que ocorre porque a maioria dos núcleos destes cometas exibem características superficiais semelhantes aos asteroides primitivos do tipo D. Por fim, dados no infravermelho disponibilizados pelo projeto MIT-Hawai near-Earth object survey permitiram derivar um albedo de cerca de 3% para o binário 2017 YE5, consistente com os resultados encontrados na literatura para núcleos cometários.

“Por se tratar de um objeto que possui uma órbita típica de cometas da família de Júpiter, estas características indicam que o sistema 2017 YE5 é um possível núcleo cometário binário, cujo material volátil foi perdido ao longo de sua história ou está guardado em seu interior”, explicou Monteiro. 

Embora o objeto pareça um cometa extinto, já que não foi observado sublimação de gelo, ele foi classificado como dormente, pois, como mencionado, os componentes voláteis podem estar abaixo de uma camada de rocha. A descoberta de um objeto como este na região próxima da Terra reforça a existência de cometas extintos e dormentes entre os NEOs, o que é bastante relevante, inclusive para entender como o material volátil (inclusive a água) chegou até a Terra.

“É importante mencionar que diversos estudos têm apontado os cometas (e asteroides primitivos) como os principais fornecedores de material orgânico e volátil para Terra primitiva, o que pode ter ajudado a criar um ambiente capaz de gerar as primeiras formas de vida,” ressaltou Monteiro. 

Por fim, os pesquisadores concluíram que o binário 2017 YE5 parece ser um alvo plausível para uma missão espacial, pois pode fornecer detalhes sobre o conteúdo volátil e orgânico na região próxima à Terra, bem como fornecer pistas sobre diferenças nos processos de formação de sistemas binários. Uma missão de retorno de amostra a um asteroide como este proporcionaria um grande progresso na compreensão da história inicial do Sistema Solar e na pesquisa da origem da vida na Terra. Ademais, por ser um possível cometa dormente, é um alvo interessante para entender os estados finais dos cometas, ou para estudar os processos dinâmicos que movem os asteroides de órbitas asteroidais típicas para órbitas cometárias.

As investigações resultaram em um artigo intitulado “Physical characterization of equal-mass binary near-Earth asteroid 2017 YE5: a possible dormant Jupiter-family comet”, publicado em agosto de 2021 no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

Veja outras informações: Revelada a existência de raro asteroide duplo.

Fonte: Observatório Nacional

Descoberto o asteroide com a órbita mais rápida

Usando a poderosa câmara DECam (Dark Energy Camera) de 570 megapixels no Chile, os astrônomos descobriram um asteroide com o período orbital mais curto de qualquer objeto do gênero conhecido no Sistema Solar.

© NOIRLab (ilustração da órbita do asteroide 2021 PH27)

A órbita do asteroide com aproximadamente 1 km de diâmetro leva-o até 20 milhões de quilômetros (ou 0,13 UA) do Sol a cada 113 dias. O asteroide 2021 PH27, revelado em imagens obtidas durante o crepúsculo, também tem a menor distância média (semieixo maior) de qualquer asteroide conhecido no nosso Sistema Solar, apenas Mercúrio tem um período mais curto e semieixo maior menor. 

O asteroide está tão perto do enorme campo gravitacional do Sol que sofre os maiores efeitos relativísticos de qualquer objeto conhecido no Sistema Solar. O asteroide 2021 PH27 foi descoberto por Scott S. Sheppard do Instituto Carnegie para Ciência em dados recolhidos pela DECam acoplada no telescópio Víctor M. Blanco de 4 metros no Observatório Interamericano de Cerro Tololo no Chile. 

As imagens da descoberta do asteroide foram obtidas por Ian Dell'antonio e por Shenming Fu da Universidade Brown nos céus crepusculares da noite de 13 de agosto de 2021. Sheppard juntou-se a Dell'antonio e Fu enquanto conduzia observações com a DECam para o levantamento LoVoCCS (Local Volume Complete Cluster Survey), que está estudando a maioria dos aglomerados de galáxias massivos no Universo local. Eles pararam de observar alguns dos maiores objetos a milhões de anos-luz de distância para procurar objetos muito menores. 

Uma das CCDs de campo amplo de mais alto desempenho do mundo, a DECam foi projetada para o DES (Dark Energy Survey), construída no Fermilab. Atualmente, a DECam é usada para programas que abrangem uma vasta gama de campos científicos. O crepúsculo, logo após o pôr-do-Sol ou antes do nascer do Sol, é o melhor momento para caçar asteroides que estão no interior da órbita da Terra, na direção dos dois planetas mais interiores, Mercúrio e Vênus. Os planetas Mercúrio e Vênus nunca parecem ficar muito longe do Sol no céu e são sempre melhor visíveis perto do nascer ou do pôr-do-Sol. O mesmo vale para asteroides que também orbitam perto do Sol.

Após a descoberta de 2021 PH27, David Tholen da Universidade do Havaí mediu a posição do asteroide e previu onde poderia ser observado na noite seguinte. Posteriormente, em 14 de agosto de 2021, foi observado mais uma vez pela DECam e também pelos telescópios Magellan no Observatório Las Campanas, no Chile. Então, na noite de dia 15 de agosto, Marco Micheli da ESA usou a rede de telescópios de 1 a 2 metros do Observatório Las Campanas para o observar a partir do Chile e da África do Sul, além de observações adicionais pela DECam e pelos Magellan, enquanto os astrônomos adiavam as suas observações originalmente programadas para obter uma visão do asteroide recém-descoberto. 

Os planetas e asteroides orbitam o Sol em órbitas elípticas. O 2021 PH27 tem um semieixo maior de 70 milhões de quilômetros (ou 0,46 UA), dando-lhe um período orbital de 113 dias numa órbita alongada que cruza as órbitas de Mercúrio e Vênus. O 2021 PH27 é apenas um dos vinte asteroides conhecidos da família Atira que têm as suas órbitas completamente no interior da órbita da Terra. Pode ter começado a sua vida no cinturão principal de asteroides entre Marte e Júpiter e ter sido desalojado por perturbações gravitacionais dos planetas interiores que o trouxeram para mais perto do Sol. A sua alta inclinação orbital de 32 graus sugere, no entanto, que pode ser um cometa extinto do Sistema Solar exterior que foi capturado para uma órbita mais próxima de curto período ao passar perto de um dos planetas terrestres.

Observações futuras do asteroide possibilitarão desvendar sua origem. A sua órbita provavelmente também é instável por longos períodos de tempo, e provavelmente irá eventualmente colidir com Mercúrio, Vênus ou com o Sol daqui a alguns milhões de anos, ou ser ejetado do Sistema Solar interior pela influência gravitacional dos planetas interiores.

Os astrônomos têm dificuldade em encontrar estes asteroides internos porque, muitas vezes, estão ocultos pelo brilho do Sol. Quando os asteroides chegam tão perto da nossa estrela, sofrem uma variedade de pertubações, como tensões térmicas do calor do Sol e tensões físicas das forças gravitacionais de maré. Estas pertubações podem fazer com que alguns dos asteroides mais frágeis se fragmentem. 

Se a população de asteroides em órbitas semelhantes à de 2021 PH27 parecer esgotada, isto evidenciará a fração de asteroides próximos da Terra que são "pilhas de entulho", fracamente mantidos juntos, em oposição a pedaços sólidos de rocha, o que poderia ter consequências para asteroides que podem estar em rota de colisão com a Terra e de como podemos desviá-los. Compreender a população de asteroides no interior da órbita da Terra é importante para completar o censo de asteroides próximos da Terra.

Quando o asteroide 2021 PH27 se aproxima tanto do Sol, a sua temperatura de superfície chega a quase 500º C no periélio, quente o suficiente para derreter chumbo. Tendo em conta que 2021 PH27 está tão perto do enorme campo gravitacional do Sol, sofre um ligeiro desvio angular de sua órbita elíptica ao longo do tempo, um movimento chamado precessão, que equivale a cerca de um minuto de arco por século. 

O asteroide está agora entrando em conjunção solar quando, do nosso ponto de vista, se move para trás do Sol. Espera-se que fique novamente visível a partir da Terra no início de 2022, quando novas observações poderão determinar a sua órbita com mais detalhes, permitindo que o asteroide receba um nome oficial.

Fonte: National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory

Gás veloz fluindo para longe de cinturão de asteroides de jovem estrela

Os astrônomos detectaram o gás monóxido de carbono em movimento rápido fluindo de uma estrela jovem de baixa massa: um estágio único na evolução planetária que pode fornecer uma visão sobre como o nosso próprio Sistema Solar evoluiu e sugere que a maneira como os sistemas se desenvolvem pode ser mais complicada do que se pensava.

© U. Cambridge (ilustração do sistema No Lup)

Embora não esteja claro como o gás está sendo expelido tão depressa, uma equipe de pesquisadores, liderada pela Universidade de Cambridge, pensa que pode ser produzido a partir de cometas gelados sendo vaporizados no cinturão de asteroides da estrela. 

A detecção foi feita com o ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) no Chile, como parte de um levantamento de estrelas jovens de 'classe III', relatado num artigo científico anterior. Algumas destas estrelas de classe III estão rodeadas por discos de detritos, que se pensa serem formados por colisões contínuas de cometas, asteroides e outros objetos sólidos, conhecidos como planetesimais, nos confins de sistemas planetários recentemente formados. 

Os remanescentes de poeira e detritos destas colisões absorvem a luz das suas estrelas centrais e irradiam esta energia como um brilho fraco que pode ser estudado com o ALMA.

Nas regiões internas dos sistemas planetários, espera-se que os processos de formação planetária resultem na perda de toda a poeira mais quente, e as estrelas da classe III são aquelas que ficam com, no máximo, poeira tênue e fria. Estes tênues cinturões de poeira fria são semelhantes aos discos de detritos vistos em torno de outras estrelas, idênticos ao Cinturão de Kuiper do Sistema Solar, que é conhecido por hospedar asteroides muito maiores e cometas. 

No levantamento, descobriu-se que a estrela em questão, NO Lup, que tem cerca de 70% da massa do nosso Sol, tem um disco empoeirado de baixa massa, mas é a única estrela da classe III onde foi detectado o gás monóxido de carbono, a primeira vez para este tipo de estrela jovem com o ALMA. 

Embora se saiba que muitas estrelas jovens ainda hospedam os discos formadores de planetas ricos em gás a partir dos quais nascem, o de NO Lup é mais evoluído, e seria de esperar que tivesse perdido este gás primordial após a formação dos seus planetas. 

A detecção do gás monóxido de carbono é rara, tornando a observação única da escala e da velocidade do gás, o que levou a um estudo de acompanhamento para explorar o seu movimento e origens. 

Este modelo mostrou que o gás é totalmente consistente com um cenário em que está sendo lançado para fora a cerca de 22 km/s, muito mais rápido do que qualquer velocidade orbital estável. Uma análise posterior também mostrou que o gás pode ser produzido durante as colisões entre asteroides, ou durante períodos de sublimação na superfície dos cometas da estrela, que devem ser ricos em monóxido de carbono gelado. 

Foram recolhidas recentemente evidências do mesmo processo no Sistema Solar com a missão New Horizons da NASA, quando observou o objeto Ultima Thule (ou Arrokoth) em 2019, do Cinturão de Kuiper, e encontrou a evolução de sublimação à superfície do corpo gelado, que teve lugar há cerca de 4,5 bilhões de anos. O mesmo evento que vaporizou cometas no Sistema Solar há bilhões de anos pode ter sido captado pela primeira vez a mais de 400 anos-luz de distância, num processo que pode ser comum em torno de estrelas formadoras de planetas, e que pode ter implicações na evolução de todos os cometas, asteroides e planetas.

Embora foi visto gás produzido por planetesimais em sistemas mais antigos, o ritmo de liberação no qual o gás está sendo produzido neste sistema e a sua natureza de fluxo são bastante notáveis, e apontam para uma fase de evolução do sistema planetário que é visto aqui pela primeira vez.

Os resultados foram aceitos para publicação no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: University of Cambridge

Asteroide Bennu está expelindo partículas

Quando a sonda OSIRIS-REx da NASA chegou ao asteroide (101955) Bennu, os cientistas da missão sabiam que a sua espaçonave estava orbitando algo especial.

© NASA (asteroide Bennu)

Não só o asteroide, coberto de pedregulhos, tinha a forma de um diamante em bruto, como a sua superfície crepitava com atividade, espalhando pequenos pedaços de rocha pelo espaço. Agora, depois de mais de um ano e meio perto de Bennu, estão começando a melhor entender estes eventos dinâmicos de ejeção de partículas.

Estudos fornecem uma visão detalhada de como estas partículas agem quando no espaço, possíveis pistas de como são ejetadas e até mesmo de como as suas trajetórias podem ser usadas para aproximar o fraco campo gravitacional de Bennu. 

Normalmente, consideramos os cometas, não os asteroides, os ativos. Os cometas são compostos de gelo, rocha e poeira. À medida que estes gelos são aquecidos pelo Sol, o vapor efervesce da superfície, poeira e pedaços do núcleo do cometa são perdidos para o espaço e forma-se uma longa cauda empoeirada. Os asteroides, por outro lado, são compostos principalmente de rocha e poeira (e talvez uma quantidade menor de gelo), mas acontece que algumas destas rochas espaciais também podem estar surpreendentemente ativas. 

As câmaras da OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security-Regolith Explorer) detectaram partículas de rocha sendo lançadas repetidamente para o espaço durante um levantamento de janeiro de 2019 do asteroide, que tem cerca de 565 metros de largura no seu equador.

Um dos estudos, liderado pelo cientista Steve Chesley do jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA, descobriu que a maioria destes pedaços de rocha do tamanho de seixos, normalmente medindo cerca de 7 milímetros, foram puxados de volta para Bennu sob a fraca gravidade do asteroide após um pequeno salto, por vezes até ricocheteando de volta para o espaço após colidir com a superfície, permanecendo em órbita por alguns dias e até 16 revoluções. E alguns cascalhos foram ejetados com força suficiente para escapar completamente dos arredores de Bennu. 

Ao rastrear as viagens de centenas de partículas ejetadas, Chesley e seus colaboradores também foram capazes de melhor entender o que pode estar provocando o lançamento das partículas da superfície de Bennu. Os tamanhos das partículas correspondem ao que é esperado para a dilatação e fratura térmicas (pois a superfície do asteroide é repetidamente aquecida e arrefecida enquanto gira), mas os locais dos eventos de ejeção também correspondem aos locais de impacto modelados de meteoroides (pequenas rochas que atingem a superfície de Bennu enquanto orbita o Sol). Pode até ser uma combinação destes fenômenos, mas para chegar a uma resposta definitiva, são necessárias mais observações. 

Embora a sua própria existência coloque várias questões científicas, as partículas também servem como sondas de alta fidelidade do campo gravitacional de Bennu. Muitas partículas orbitavam Bennu muito mais perto do que seria seguro para a nave OSIRIS-REx e, portanto, as suas trajetórias eram altamente sensíveis à gravidade irregular de Bennu. Isto permitiu aos pesquisadores estimar a gravidade de Bennu ainda com mais precisão do que era possível com os instrumentos da OSIRIS-REx.

Em média, apenas uma ou duas partículas são ejetadas por dia, e dado que estão num ambiente de gravidade muito baixa, a maioria move-se lentamente. Como tal, representam uma ameaça minúscula para a OSIRIS-REx, que tentará pousar brevemente no asteroide no dia 20 de outubro para recolher material da superfície, que pode até incluir partículas que foram ejetadas antes de caírem de volta para a superfície. 

Se tudo correr como planejado, a nave regressará à Terra em setembro de 2023 com amostras de material do asteroide Bennu para os cientistas estudarem com mais detalhes.

Uma coleção de estudos foi publicada numa edição especial da revista Journal of Geophysical Research.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

O menor planeta anão do Sistema Solar conhecido até hoje?

Com o auxílio do instrumento SPHERE montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, os astrônomos revelaram que o asteroide Hígia pode ser classificado como planeta anão.

© VLT/SPHERE (Hígia)

Este objeto é o quarto maior do cinturão de asteroides, depois de Ceres, Vesta e Pallas. Pela primeira vez foram feitas observações com resolução suficiente para estudar a sua superfície e determinar a sua forma e tamanho. Os astrônomos descobriram que Hígia é um asteroide esférico, podendo potencialmente destronar Ceres da sua posição de menor planeta anão do Sistema Solar.

Tal como os objetos do cinturão principal de asteroides, Hígia atende imediatamente três dos quatro requisitos para ser classificado como um planeta anão: orbita em torno do Sol, não é satélite de nenhum planeta e, contrariamente aos planetas, não "limpou" o espaço em torno da sua órbita. O requisito final é que ele tenha massa suficiente para que a sua própria gravidade lhe permita ter uma forma mais ou menos esférica. Foi isto que as observações obtidas com o VLT revelaram agora sobre Hígia.

A equipe também usou as observações SPHERE para restringir o tamanho de Hígia, colocando o seu diâmetro em pouco mais de 430 km. Plutão, o mais famoso dos planetas anões, tem um diâmetro de cerca de 2.400 km, enquanto Ceres apresenta cerca de 950 km de diâmetro.

Surpreendentemente, as observações revelaram também que Hígia não apresenta a enorme cratera de impacto que os cientistas esperavam ver na sua superfície. Hígia é o membro principal de uma das maiores famílias de asteroides, a qual é composta por cerca de 7.000 membros, todos com origem no mesmo corpo celeste. Os astrônomos esperavam que o evento que levou à formação desta numerosa família tivesse deixado uma marca grande e profunda em Hígia.

Apesar dos astrônomos terem observado 95% da superfície de Hígia, foram apenas identificadas inequivocamente duas crateras. Nenhuma destas duas crateras poderia ter sido causada pelo impacto que deu origem à família de asteroides Hígia, cujo volume é comparável a um objeto com uma dimensão da ordem dos 100 km. As crateras observadas são muito pequenas.

A equipe decidiu investigar mais. Com o auxílio de simulações numéricas, eles deduziram que a enorme família de asteroides e a forma esférica de Hígia são provavelmente o resultado de uma enorme colisão frontal com um projétil de diâmetro entre 75 e 150 km. As simulações mostram que o impacto violento, que se pensa ter ocorrido a cerca de 2 bilhões de anos atrás, despedaçou completamente o corpo progenitor. Quando os vários pedaços voltaram a se juntar, deram a Hígia uma forma esférica e milhares de asteroides companheiros.

Este trabalho foi apresentado em um artigo publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: ESO

A regeneração da água nos asteroides

Os cientistas descobriram como as moléculas de água podem ser regeneradas nos asteroides que se deslocam pelo espaço, num avanço que pode estender-se a outros corpos como a Lua.

© U. Curtin (ilustração de um asteroide passando perto da Terra)

A nova pesquisa mostra que a água pode ser reabastecida à superfície dos asteroides caso o vento solar e os impactos de meteoroides se juntem a temperaturas muito baixas.

A principal autora australiana, a Dra. Katarina Mijkovic, do Centro de Ciência e Tecnologia Espacial da Universidade Curtin, disse que pesquisa provou que dois componentes do clima espacial, elétrons e choque térmico, são necessários para manter o abastecimento de moléculas de água nos asteroides, em vez de apenas um, como se pensava anteriormente.

"Este processo complexo para regenerar moléculas de água à superfície também pode ser um mecanismo possível para reabastecer o suprimento de água  em outros corpos sem atmosfera como a Lua," disse a Dra Miljkovic.

"O resultado desta pesquisa tem implicações potencialmente significativas porque todos sabemos que a disponibilidade de água no Sistema Solar é um elemento extremamente importante para a habitabilidade no espaço."

Um pedaço do meteorito Murchison, que caiu na Austrália há 50 anos, possibilitou simular as condições climáticas de um cinturão de asteroides dentro de uma máquina especialmente construída que imita as condições à superfície de um asteroide.

A equipe então usou elétrons energizados para simular ventos solares e lasers para imitar pequenos meteoroides que atingiam o asteroide, enquanto monitorava os níveis das moléculas de água à superfície.

Os impactos de meteoroides deram início à reação, e depois o vento solar atingiu a superfície, deixando os átomos de oxigênio e hidrogênio unidos, criando água.

O papel da Dra Miljkovic como especialista em impactos, foi o de validar o uso da ablação laser como substituto do bombardeamento de micrometeoroides.

Pesquisadores da Universidade do havaí e da Universidade Estatal da Califórnia também participaram da pesquisa.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Curtin University

Descobrindo a história oculta de um asteroide gigante

O cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter preserva os processos de formação planetária, congelados no tempo.

© Mikiko Haba (ilustração de uma gigantesca colisão no asteroide Vesta)

Vesta, o segundo maior asteroide do cinturão de asteroides, fornece uma excelente oportunidade para os cientistas estudarem a origem e a formação dos planetas. Em particular, Vesta manteve a sua crosta, manto e núcleo metálico, tal como a Terra. O mapeamento cuidadoso de Vesta pela missão Dawn da NASA mostrou que a crosta no polo sul de Vesta é excepcionalmente espessa.

A Dra. Yi-Jen Lai, do Planetary Research Centre da Universidade Macquarie e colegas propuseram uma nova história evolutiva de Vesta, envolvendo um impacto gigantesco. Isto é baseado em determinações precisas de idade dos cristais de zircônio dos mesossideritos, um tipo enigmático de meteorito Vestano, e resolve passadas incertezas sobre a evolução de Vesta.

Os mesossideritos são um tipo de meteorito rochoso de ferro, consistindo de materiais da crosta e do núcleo derretido de asteroides. Estes misteriosos e raros meteoritos proporcionam uma visão única da catastrófica fragmentação de asteroides diferenciados (com camadas), provavelmente Vesta.

"O principal desafio é que menos de 10 grãos de zircônio, favoráveis à datação, foram relatados ao longo de algumas décadas. Desenvolvemos um novo método para encontrar zircônio em mesossideritos e, eventualmente, preparamos grãos suficientes para este estudo," disse a Dra. Makiko Haba, do Instituto de Tecnologia de Tóquio.

A equipe realizou uma datação de alta precisão usando os isótopos de urânio e chumbo de duas dúzias de grãos de zircônio em mesossideritos na ETH Zurique na Suíça.

"Nós descobrimos duas datas significativas: há 4.558,5 e 4.525,39 milhões de anos, que se relacionam com a formação da crosta inicial e com a mistura de metal-silicato provocada por uma colisão cósmica de 'toque e fuga'," comentou a Dra. Yi-Jen Lai.

Os cientistas propõem a nova explicação de "toque e fuga" para estes dois importantes novos momentos. No novo modelo, depois de Vesta já se ter diferenciado em camadas distintas de crosta, manto e núcleo, outro asteroide com aproximadamente um-décimo do tamanho de Vesta colidiu com ele, provocando a ruptura em grande escala do hemisfério norte. Os destroços deste impacto, compostos de todas as três camadas de Vesta, ficaram presos no hemisfério sul de Vesta, explicando a crosta anormalmente espessa que a sonda Dawn da NASA detectou no polo sul de Vesta. O novo modelo também explica com sucesso a forma distinta de Vesta e a ausência do mineral olivina do manto nos meteoritos Vestanos.

A equipa pensa que o conceito pode ser aplicado a outros corpos planetários a fim de reconstruir as suas histórias.

Um artigo foi publicado recentemente na revista Nature Geoscience.

Fonte: Tokyo Institute of Technology

A passagem de um asteroide duplo pela Terra

A Rede Internacional de Alerta de Asteroides (IAWN, sigla em inglês) coordenou uma campanha de observação, que envolveu diversas organizações, do asteroide 1999 KW4 quando este passou próximo da Terra, chegando a uma distância mínima do nosso planeta de 5,2 milhões de km no dia 25 de maio de 2019.

© ESO/VLT (asteroide 1999 RW4)

Esta distância corresponde a cerca de 14 vezes a distância entre a Terra e a Lua (384,4 mil quilômetros).

O 1999 KW4 tem uma dimensão de cerca de 1,3 km e não constitui qualquer perigo para a Terra. Uma vez que a sua órbita é bem conhecida, os cientistas puderam prever esta passagem e preparar uma campanha de observação.

O ESO juntou-se à campanha com a sua infraestrutura emblemática, o Very Large Telescope (VLT). O VLT está equipado com o SPHERE, um dos poucos instrumentos do mundo capaz de obter imagens suficientemente nítidas para distinguir os dois componentes do asteroide, os quais estão separados de cerca de 2,6 km.

O SPHERE foi concebido para observar exoplanetas; o seu sistema de óptica adaptativa de vanguarda corrige a turbulência atmosférica, fornecendo-nos imagens tão nítidas como se o telescópio estivesse no espaço. O instrumento está igualmente equipado com coronógrafos que diminuem o brilho das estrelas, tornando assim possível observar os exoplanetas tênues que as orbitem.

Tirando uma folga do seu trabalho noturno usual de caçador de exoplanetas, as observações do 1999 KW4 obtidas pelo SPHERE forneceram dados que ajudaram os astrônomos a caracterizar o asteroide duplo. Em particular, é agora possível sabermos se o asteroide menor tem a mesma composição que o objeto maior.

O asteroide duplo passou pela Terra com a velocidade de 70.000 km/h, o que tornou as observações do VLT bastante difíceis.

Apesar de não representar nenhum perigo para a Terra, o 1999 KW4 é bastante parecido com outro sistema de asteroides binário chamado Didymos que poderá constituir uma ameaça para a Terra num futuro distante.

Didymos e o seu companheiro Didymoon são o alvo de uma futura experiência pioneira de defesa planetária. A sonda DART da NASA irá se chocar com Didymoon numa tentativa de alterar a sua órbita em torno do seu irmão maior, num teste pensado para determinar a viabilidade de deflexão de asteroides. Após o impacto, a missão Hera da ESA irá em 2026 observar os asteroides Didymos de modo a obter as suas características, incluindo a massa de Didymoon, as propriedades da sua superfície e a forma da cratera de impacto da DART.

O sucesso de tais missões depende de colaborações entre organizações e o rastreamento de Objetos Próximos da Terra é um ponto principal da colaboração entre o ESO e a ESA. Este esforço cooperativo ocorre deste o primeiro rastreamento bem sucedido de um destes objetos potencialmente perigosos que foi finalizado no início de 2014.

Este encontro recente com o 1999 KW4 ocorre um mês antes do Dia do Asteroide, um dia oficial das Nações Unidas para a educação e tomada de consciência relativa a asteroides, que será celebrado em 30 de junho.

Fonte: ESO

Os primeiros asteorides descobertos pelo satélite Gaia

Enquanto escaneia o céu para delinear bilhões de estrelas em nossa galáxia Via Láctea, o satélite Gaia da ESA também é sensível a corpos celestes mais próximos da Terra, como asteroides em nosso Sistema Solar.

© ESA/Gaia/DPAC (primeiros asteorides descobertos pelo satélite Gaia)

Esta imagem mostra as órbitas de mais de 14.000 asteroides conhecidos (com o Sol no centro da imagem) com base em informações do segundo lançamento do Gaia, que foi tornado público em 2018.

A maioria dos asteroides retratados nesta imagem, mostrados em tons vermelho vivo e laranja, são asteroides do cinturão principal, localizados entre as órbitas de Marte e Júpiter; Asteroides de Troia, encontrados ao redor da órbita de Júpiter, são mostrados em vermelho escuro.

A Terra circunda o Sol a uma distância de 1 UA (cerca de 150 milhões de km) e os asteroides próximos da Terra têm potencial para entrar em proximidade com o nosso planeta.

A maioria dos asteroides que o Gaia detectou já são conhecidos, mas de vez em quando os asteroides vistos pelo Gaia não correspondem a nenhuma observação existente. Este é o caso das três órbitas mostradas em cinza na imagem acima: estas são as primeiras descobertas de asteroides pelo Gaia.

Os três novos asteroides foram descobertos pelo Gaia em dezembro de 2018, e posteriormente confirmados pelas observações de acompanhamento realizadas com o Observatório de Haute-Provence, na França, que permitiram aos cientistas determinar suas órbitas. A comparação destas informações com as observações existentes indicava que os objetos não haviam sido detectados anteriormente.

Enquanto eles fazem parte do cinturão principal de asteroides, todos os três se movem ao redor do Sol em órbitas que têm uma inclinação maior (15 graus ou mais) em relação ao plano orbital dos planetas do que a maioria dos asteroides do cinturão principal.

A população de tais asteroides de alta inclinação não é tão bem estudada quanto aqueles com órbitas menos inclinadas, já que a maioria das pesquisas tende a se concentrar no plano onde reside a maioria dos asteroides. Mas o Gaia pode observá-los prontamente enquanto examina o céu inteiro de seu ponto de vista no espaço, então é possível que o satélite encontre mais objetos no futuro e contribua com novas informações para estudar suas propriedades.

Juntamente com o extenso processamento e análise dos dados do Gaia em preparação para posteriores lançamentos de dados, informações preliminares sobre as detecções de asteroides realizadas pelo Gaia são regularmente compartilhadas através de um sistema de alerta online, para que os astrônomos do mundo possam realizar observações complementares. Para observar estes asteroides, é necessário um telescópio de 1 m ou maior.

Uma vez que um asteroide detectado pelo Gaia foi identificado também em observações terrestres, os cientistas encarregados do sistema de alerta analisam a data para determinar a órbita do objeto. Caso as observações terrestres coincidam com a órbita com base nos dados do Gaia, as informações são fornecidas para o Minor Planet Center, que é a organização oficial mundial que coleta dados observacionais para corpos pequenos do Sistema Solar, como asteroides e cometas.

Este processo pode levar à novas descobertas, como os três asteroides com órbitas retratadas nesta imagem, ou melhorias na determinação das órbitas de asteroides conhecidos, que às vezes são muito pouco conhecidas. Até agora, várias dezenas de asteroides detectados foram observados do solo em resposta ao sistema de alerta, todos eles pertencentes ao cinturão principal, mas é possível que também os asteroides próximos da Terra sejam vistos no futuro.

Fonte: ESA

Encontrado água em amostras do asteroide Itokawa

Dois cientistas da Arizona State University fizeram as primeiras medições de água presente em amostras obtidas da superfície do asteroide Itokawa e foram recolhidas pela sonda espacial japonesa Hayabusa.

© JAXA/Hayabusa (asteroide Itokawa)

A imagem do asteroide Itokawa, obtida em 2005 pela sonda Hayabusa da agência espacial japonesa JAXA a 8 km de distância.

As descobertas da equipe sugerem que os impactos iniciais na história da Terra, por asteroides semelhantes, podem ter fornecido até metade da água dos oceanos do planeta.

A ideia da equipe de procurar água nas amostras do Itokawa foi uma surpresa para o projeto Hayabusa.

Em duas das cinco partículas, a equipe identificou o mineral piroxênio. Em amostras terrestres, as piroxenas possuem água na sua estrutura cristalina. Os pesquisadores suspeitavam que as partículas do Itokawa também pudessem ter traços de água, mas queriam saber exatamente quanto. Itokawa teve uma história difícil envolvendo aquecimento, múltiplos impactos, choques e fragmentação. Estes eventos teriam aumentado a temperatura dos minerais e expulsado a água.

Para estudar as amostras, cada uma com cerca de metade da espessura de um fio de cabelo humano, a equipe usou o espectrômetro NanoSIMS (Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometer) da Arizona State University, que pode medir grãos minúsculos com grande sensibilidade.

As medições do NanoSIMS revelaram que as amostras eram inesperadamente ricas em água. Também sugerem que até asteroides nominalmente secos, como o Itokawa, podem realmente abrigar mais água do que os cientistas supunham.

O Itokawa é um asteroide em forma de amendoim com cerca de 550 metros de comprimento e 210 a 300 de largura. Orbita a nossa estrela a cada 18 meses a uma distância média 1,3 vezes a distância entre a Terra o Sol. Parte do percurso do Itokawa leva-o para dentro da órbita da Terra e, na sua parte mais distante, alcança um pouco além da de Marte.

Com base no espectro do Itokawa, obtido a partir de telescópios terrestres, os cientistas planetários colocam-no na classe S. Isto liga-os aos meteoritos rochosos, que se pensa serem fragmentos de asteroides do tipo S quebrados em colisões. Os asteroides do tipo S são dos objetos mais comuns no cinturão de asteroides. Formaram-se originalmente a uma distância do Sol de aproximadamente um-terço a três vezes a distância da Terra.

Na estrutura, o Itokawa assemelha-se a um par aglomerado de destroços. Tem dois lóbulos principais, cada um repleto de pedregulhos, mas com densidades gerais diferentes, enquanto entre os lóbulos está uma secção mais estreita.

O Itokawa de hoje é o remanescente de um corpo maior com pelo menos 19 km de diâmetro que, em algum momento, foi aquecido entre 530 a 815 graus Celsius. O corpo principal sofreu vários choques grandes de impactos, com um último evento que finalmente o fragmenta. No rescaldo, dois dos fragmentos fundiram-se e formaram o Itokawa de hoje, que atingiu o seu tamanho e forma atuais há cerca de 8 milhões de anos.

Os pesquisadores obervaram que apesar da catastrófica fragmentação do corpo maior, da exposição dos grãos da amostra à radiação e aos impactos por micrometeoritos à superfície, os minerais ainda mostram evidências de água que não foi perdida para o espaço. Além disso, os minerais têm composições isotópicas de hidrogênio que são indistinguíveis da Terra.

Outra missão japonesa, Hayabusa2, está atualmente no asteroide Ryugu, onde vai recolher amostras e transportá-las para a Terra em dezembro de 2020.

Para os cientistas planetários que estão construindo uma imagem de como o Sistema Solar se formou, os asteroides são um grande recurso. Como restos dos materiais de construção do sistema planetário, variam muito entre si enquanto preservam materiais do início da história do Sistema Solar. Há possibilidade de serem encontrados mecanismos similares de produção de água para exoplanetas rochosos em torno de outras estrelas.

Um artigo foi publicado na revista Science Advances.

Fonte: Arizona State University

Hubble observa asteroide se quebrando

De acordo com novos dados obtidos pelo telescópio espacial Hubble e por outros observatórios, um pequeno asteroide foi apanhado girando tão depressa que está expelindo material.

© NASA/ESA/Hubble/U. Havaí (auto-destruição gradual de um asteroide)

As imagens do Hubble mostram duas caudas estreitas, parecidas às dos cometas, de detritos empoeirados que saem do asteroide (6478) Gault. Cada cauda representa um episódio no qual o asteroide liberou suavemente o seu material, evidências de que Gault está começando a desfazer-se.

Descoberto em 1988, o asteroide com 4 km tem sido observado repetidamente, mas as caudas de detritos são as primeiras evidências de desintegração. Gault está localizado a 344 milhões de quilômetros da Terra. Entre os cerca de 800.000 asteroides conhecidos entre Marte e Júpiter, os astrônomos estimam que este tipo de evento no cinturão de asteroides seja raro, ocorrendo aproximadamente uma vez por ano.

A observação da fragmentação de um asteroide fornece a oportunidade de estudar a composição destas rochas espaciais sem enviar uma nave para recolher amostras.

"Nós apenas tivemos que olhar para a imagem das correntes e podemos ver todos os grãos de poeira bem ordenados por tamanho. Todos os grãos grandes (mais ou menos do tamanho das partículas de areia) estão perto do objeto e os grãos menores (mais ou menos do tamanho de grãos de farinha) são os mais distantes, porque estão sendo empurrados mais rapidamente pela pressão da luz solar," explicou Olivier Hainaut do ESO na Alemanha.

Gault é apenas o segundo asteroide cuja desintegração está fortemente ligada a um processo conhecido como efeito YORP (Yarkovsky–O'Keefe–Radzievskii–Paddack). Quando a luz solar aquece um asteroide, a radiação infravermelha que escapa da sua superfície aquecida transporta momento angular, bem como calor. Este processo cria um pequeno torque que faz com que o asteroide gire continuamente mais depressa. Quando a força centrífuga resultante começa a superar a gravidade, a superfície do asteroide torna-se instável, e os deslizamentos de terra podem fazer com que a poeira e o entulho sigam para o espaço a poucos quilômetros por hora. Os pesquisadores estimam que Gault pode estar aumentando lentamente a sua rotação há mais de 100 milhões de anos.

Reunindo a atividade recente de Gault esta investigação forense astronômica envolve telescópios e astrônomos de todo o mundo. Levantamentos de todo o céu, telescópios terrestres e instalações espaciais como o telescópio espacial Hubble uniram esforços para tornar esta descoberta possível.

A pista inicial foi a descoberta fortuita da primeira cauda de detritos, observada no dia 5 de janeiro de 2019 pelo telescópio ATLAS (Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System) no Havaí. A cauda também apareceu em dados de arquivo de dezembro de 2018 do ATLAS e dos telescópios Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) no Havaí. Em meados de janeiro, uma segunda cauda mais curta foi vista pelo telescópio do Canadá-França-Havaí e pelo telescópio Isaac Newton na Espanha, assim como por outros observadores. Uma análise de ambas as caudas sugere que os dois eventos de poeira ocorreram por volta de 28 de outubro e de 30 de dezembro de 2018.

Observações de acompanhamento com o telescópio William Herschel, com a Estação Terrestre Ótica da ESA em La Palma e Tenerife, Espanha, e com o telescópio Chandra nos Himalaias, Índia, mediram um período de rotação de duas horas para o objeto, perto da velocidade crítica na qual um asteroide solto começa a desfazer-se.

Uma análise do ambiente circundante do asteroide, pelo Hubble, não revelou sinais de detritos mais amplamente distribuídos, o que exclui a possibilidade de uma colisão com outro asteroide como causa para os surtos.

As correntes estreitas do asteroide sugerem que a poeira foi liberada em surtos curtos, com a duração de algumas horas a alguns dias. Estes eventos súbitos sopraram detritos suficientes para produzir uma "bola suja" com aproximadamente 150 metros de diâmetro, se compactados juntos. As caudas vão começar a desaparecer daqui a poucos meses, à medida que a poeira se dispersa pelo espaço interplanetário.

Com base nas observações do telescópio do Canadá-França-Havaí, os astrônomos estimam que a cauda mais longa se estenda por 800 mil quilômetros e tenha aproximadamente 4.800 km de espessura. A cauda mais curta tem cerca de um-quarto deste comprimento.

Até ao momento, apenas foram encontrados algumas dúzias de asteroides ativos. Os astrônomos podem agora detectar muitos mais graças às capacidades aprimoradas de levantamento de observatórios como o Pan-STARRS e ATLAS, que varrem todo o céu.

Os pesquisadores esperam monitorar Gault em busca de mais eventos de poeira.

Os resultados foram aceitos para publicação na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: University of Hawaii

Dados lunares sobre a história do impacto de asteroides na Terra

A Lua é a crônica mais completa e acessível das colisões de asteroides que esculpiram o nosso jovem Sistema Solar, e um grupo de cientistas está desafiando a nossa compreensão de uma parte da história da Terra.

© NASA/Ernie Wright (mapa de abundâncias rochosas na Lua)

A imagem mostra o lado noturno da Lua, sendo representado pelo mapa de abundâncias rochosas da sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) da NASA. As crateras mais proeminentes visíveis no mapa são Tycho (85 milhões de anos), Copérnico (797 milhões de anos) e Aristarco (164 milhões de anos).

O número de impactos de asteroides na Lua e na Terra aumentou duas a três vezes desde há cerca de 290 milhões de anos.

O estudo tem por base a primeira linha temporal compreensiva de grandes crateras na Lua formadas nos últimos bilhões de anos, usando imagens e dados térmicos recolhidos pela sonda LRO. Quando os cientistas compararam a linha temporal da Lua com a linha temporal das crateras aqui na Terra, descobriram que os dois corpos registaram a mesma história de bombardeamento de asteroides, uma que contradiz as teorias sobre a taxa de impacto da Terra.

Durante décadas os cientistas tentaram entender o ritmo a que os asteroides atingem a Terra estudando cuidadosamente as crateras de impacto nos continentes e usando datação radiométrica das rochas em seu redor para determinar as idades das maiores e, portanto, das mais intactas. O problema é que muitos especialistas assumiram que as primeiras crateras da Terra foram desgastadas pelo vento, pelas tempestades e por outros processos geológicos. Esta ideia explicava por que a Terra tem menos crateras mais antigas do que o esperado em comparação com outros corpos no Sistema Solar, mas tornou difícil a determinação de uma taxa de impacto precisa e determinar se havia mudado com o tempo.

Uma maneira de contornar este problema é através do estudo da Lua. A Terra e a Lua são atingidas nas mesmas proporções ao longo do tempo. Em geral, devido ao seu tamanho maior e gravidade mais alta, cerca de vinte asteroides atingem a Terra por cada um que atinge a Lua, embora os grandes impactos em ambos os corpos sejam raros. Mas apesar das grandes crateras lunares terem sofrido pouca erosão ao longo de blhões de anos, e assim fornecerem aos cientistas um registo valioso, não havia como determinar as suas idades até que a LRO começou a orbitar a Lua há uma década.

O radiômetro térmico da LRO, chamado Diviner, disse aos cientistas quanto calor é irradiado da superfície da Lua, um fator crítico na determinação das idades das crateras. Ao observar este calor irradiado durante a noite lunar, os cientistas podem calcular quanta superfície é coberta por rochas grandes e quentes, em comparação com o regolito mais frio e mais fino, também conhecido como solo lunar.

As grandes crateras formadas por impactos de asteroides nos últimos bilhões de anos são cobertas por pedras e rochas, enquanto crateras mais antigas têm poucas rochas, mostram os dados do Diviner. Isto acontece porque os impactos escavam pedregulhos lunares que são "moídos" ao longo de dezenas de milhões de anos por uma chuva constante de meteoritos minúsculos.

Rebecca Ghent, cientista planetária na Universidade de Toronto e do Instituto de Ciência Planetária (EUA), calculou em 2014 a velocidade a que as rochas da Lua se decompõem em solo. O seu trabalho revelou uma relação entre a abundância de rochas grandes perto de uma cratera e a sua idade. Usando esta foi reunido uma lista de idades de todas as crateras lunares com menos de um bilhão de anos.

O trabalho compensou, retornando várias descobertas inesperadas. Primeiro, a equipe descobriu que o ritmo de formação de crateras grandes na Lua foi duas a três vezes maior ao longo dos últimos 290 milhões de anos do que nos últimos 700 milhões de anos. A razão para este salto na taxa de impacto é desconhecida. Pode estar relacionado com grandes colisões que ocorreram há mais de 300 milhões de anos no cinturão principal de asteroides entre Marte e Júpiter. Tais eventos podem criar detritos que podem atingir o Sistema Solar interior.

A segunda surpresa veio da comparação das idades das crateras grandes na Lua com as da Terra. O seu número e idades similares desafiam a teoria de que a Terra perdeu tantas crateras através da erosão que uma taxa de impacto não pode ser calculada.

Provar que menos crateras significa menos impactos e não perda por erosão, representou um desafio formidável.

Os tubos de kimberlito subterrâneos são vulcões há muito extintos que se estendem, em forma de cenoura, até alguns quilômetros abaixo da superfície. Os cientistas sabem muito sobre a idade e sobre a taxa de erosão dos tubos de kimberlito porque são amplamente minados à procura de diamantes. Estão também localizados em algumas das regiões com menos erosão da Terra, os mesmos locais onde encontramos crateras de impacto preservadas.

Os tubos de kimberlito formados desde há aproximadamente 650 milhões de anos não sofreram muita erosão, indicando que as grandes crateras de impacto mais jovens do que 650 milhões de anos, em terrenos estáveis, também devem estar intactas.

Os achados da equipe relacionados com a Terra podem ter implicações para a história da vida, que é pontuada por eventos de extinção e por uma rápida evolução de novas espécies. Embora as forças que impulsionaram estes eventos sejam complicadas e possam incluir outras causas geológicas, como grandes erupções vulcânicas, combinadas com outros fatores biológicos, a equipe realça que os impactos de asteroides certamente desempenharam um papel nesta saga. A questão é saber se a mudança prevista nos impactos de asteroides está diretamente ligada a eventos que ocorreram há muito tempo na Terra.

Um artigo científico relata a pesquisa na revista Science.

Fonte: Southwest Research Institute

Encontrada evidência de escaramuça planetária precoce

Cientistas do Southwest Research Institute (SwRI) estudaram um par incomum de asteroides e descobriram que a sua existência aponta para um rearranjo planetário inicial no nosso Sistema Solar.

© O. W. M. Keck/L. Cook (ilustração do asteroide binário Pátroclo e Menoetius)

Estes corpos, chamados Pátroclo e Menoetius, são os alvos da futura missão Lucy da NASA. Têm aproximadamente 113 km de diâmetro e orbitam-se um ao outro enquanto giram coletivamente em torno do Sol. São o único grande binário conhecido na população de corpos antigos conhecidos como asteroides troianos. Os dois enxames troianos orbitam mais ou menos à mesma distância do Sol que Júpiter, um enxame orbita à frente do gigante gasoso e o outro atrás.

"Os troianos foram provavelmente capturados durante um período dramático de instabilidade dinâmica quando ocorreu uma escaramuça entre os planetas gigantes do Sistema Solar: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno," afirma o Dr. David Nesvorny, cientista do SwRI.

Esta agitação empurrou Urano e Netuno para fora, onde encontraram uma grande população primordial de pequenos corpos que se pensa serem a fonte dos objetos do atual Cinturão de Kuiper, que orbitam na orla do Sistema Solar. Muitos pequenos corpos deste Cinturão de Kuiper primordial foram espalhados para o interior e alguns deles ficaram presos como asteroides troianos.

No entanto, uma questão fundamental com este modelo de evolução do Sistema Solar é a sua cronologia. Os cientistas demonstram que a própria existência do par Pátroclo e Menoetius indica que a instabilidade dinâmica entre os gigantes gasosos deve ter ocorrido nos primeiros 100 milhões de anos da formação do Sistema Solar.

Os modelos recentes da formação de corpos pequenos sugerem que estes tipos de binários são os remanescentes dos primeiros tempos do nosso Sistema Solar, quando pares de corpos pequenos podiam formar-se diretamente a partir da nuvem em colapso de "seixos".

"As observações do Cinturão de Kuiper atual mostram que binários como este eram bastante comuns nos tempos antigos. Apenas alguns deles existem agora dentro da órbita de Netuno. A questão é como interpretar os sobreviventes," comenta o Dr. William Bottke, diretor do Departamento de Estudos Espaciais do SwRI.

Caso a instabilidade tivesse sido adiada muitas centenas de milhões de anos, como sugerido por alguns modelos de evolução do Sistema Solar, as colisões dentro do disco primordial de corpos pequenos teriam perturbado os binários relativamente frágeis, não deixando nenhum para ser capturado na população de troianos. As instabilidades dinâmicas anteriores teriam deixado mais binários intactos, aumentando a probabilidade de que pelo menos um deles tivesse sido capturado na população de troianos. A equipe criou novos modelos que mostram que a existência do binário Pátroclo e Menoetius indica uma instabilidade anterior.

Este modelo de instabilidade dinâmica inicial tem importantes consequências para os planetas terrestres, particularmente em relação à origem das grandes crateras de impacto na Lua, em Mercúrio e em Marte, formadas há aproximadamente 4 bilhões de anos. Os astros que fizeram estas crateras são menos propensos a serem lançados das regiões exteriores do Sistema Solar. Isto poderá implicar que foram formados a partir de corpos pequenos remanescentes do processo de formação dos planetas terrestres.

Este trabalho salienta a importância dos asteroides troianos em iluminar a história do nosso Sistema Solar. Vamos poder aprender muito mais sobre o binário Pátroclo e Menoetius quando a missão Lucy da NASA, liderada cientista do SwRI, o Dr. Hal Levison, estudar o par em 2033, culminando uma missão de 12 anos para visitar ambos os enxames troianos.

Um artigo foi publicado na Nature Astronomy.

Fonte: Southwest Research Institute

Quatro famílias de asteroides extremamente jovens são identificadas

Quatro famílias de asteroides extremamente jovens foram identificadas por pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Guaratinguetá.

© Misconception Junction (ilustração do cinturão de asteroides)

O grupo é liderado pelo físico Valerio Carruba, nascido na Itália e professor no Departamento de Matemática da Unesp.

“Identificamos essas novas famílias por meio de simulação numérica, utilizando o Método de Integração Reversa, bem mais preciso do que outros na determinação de idades de famílias de asteroides. Mas esse método só funciona para famílias realmente muito jovens, com menos de 20 milhões de anos. Até recentemente, apenas oito famílias haviam sido estudadas com esse método. Agora, conhecemos 13, quase um terço das quais foram identificadas por nosso grupo,” disse Carruba.

As quatro famílias em questão, todas com menos de 7 milhões de anos, localizam-se no chamado Cinturão Principal, situado entre as órbitas de Marte e Júpiter.

A datação baseou-se em dois parâmetros fundamentais: a longitude do pericentro e a longitude do nodo ascendente. O pericentro da órbita de um planeta, cometa ou asteroide é o ponto no qual a trajetória do corpo mais se aproxima do Sol. O nodo ascendente é o ponto no qual a órbita cruza, de baixo para cima, um plano de referência, geralmente o Plano da Eclíptica.

“No momento de formação de uma família de asteroides, todos os pericentros e nodos ascendentes dos integrantes estão alinhados. Mas, à medida que a família evolui, esses alinhamentos são perdidos, devido às perturbações gravitacionais produzidas pelos planetas e, possivelmente, por alguns asteroides massivos. Baseado nos dados atuais, o Método de Integração Reversa possibilita retroceder ao passado, por meio de simulação numérica, e recuperar a época em que os parâmetros estavam alinhados. Assim é feita a datação,” explicou Carruba.

Além das quatro famílias identificadas, a equipe estudou outras 55 novas famílias. E, paralelamente à datação, estabeleceu também um diagrama que permite distinguir com bastante precisão dois tipos de famílias: as que se formaram por eventos de colisão e as que se formaram por fissão de um corpo predecessor.

A colisão de dois asteroides pode levar à fragmentação de um deles ou dos dois, originando uma família com vários objetos. Já a fissão consiste na ejeção de matéria pelo corpo predecessor, seja por isso ter adquirido uma rotação muito rápida em torno do próprio eixo e ter sofrido uma colisão, ou por ter tido um corpo secundário expulso recentemente e que se despedaçou.

“Das quatro famílias que identificamos, uma se formou seguramente por colisão. Outra com grande probabilidade. As demais foram identificadas muito recentemente e precisamos de mais estudos para formular uma hipótese relativa à sua formação,” disse Carruba.

O Cinturão Principal é um extraordinário nicho de asteroides, com mais de 700 mil objetos conhecidos. Esse número tende a aumentar, devido à melhoria dos métodos de detecção, e pode ser estimado no patamar de 1 milhão.

Mas a distribuição dos asteroides nesse nicho está longe de ser homogênea, segundo Carruba. Devido à complicadíssima interação gravitacional entre tantos corpos em presença e, principalmente, ao poderoso campo gravitacional de Júpiter, formaram-se, no interior do Cinturão, várias regiões distintas.

Um fenômeno importante nessa estruturação é a chamada “ressonância de movimento médio”, que ocorre quando dois corpos que orbitam um terceiro têm seus períodos orbitais emparelhados, na razão de dois números inteiros pequenos.

As ressonâncias criam espaços vazios na distribuição radial dos asteroides, denominadas Lacunas de Kirkwood, em homenagem ao astrônomo norte-americano Daniel Kirkwood (1814-1895), que as descobriu no século 19.

“De 33% a 35% dos asteroides do Cinturão Principal são membros de famílias. Existem mais de 120 famílias reconhecíveis e várias dezenas de grupos estatisticamente menos significativos. Grandes famílias contêm centenas de membros, enquanto que famílias pequenas podem ter por volta de 10 membros,” disse Carruba.

As estimativas de idade das famílias de asteroides vão de poucos milhões a centenas de milhões de anos. A família mais antiga do Cinturão Principal tem idade estimada em 4 bilhões de anos, tendo participado, portanto, da primeira fase de formação do Sistema Solar.

Um artigo a respeito foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: FAPESP (Agência)

Revelada a existência de raro asteroide duplo

Novas observações feitas por três dos maiores radiotelescópios do mundo revelaram que um asteroide descoberto no ano passado é na realidade dois objetos, cada com cerca de 900 metros de diâmetro, orbitando-se um ao outro.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração do aspeto do binário 2017 YE5)

O asteroide próximo da Terra 2017 YE5 foi descoberto com observações fornecidas pelo projeto MOSS (Morocco Oukaimeden Sky Survey) no dia 21 de dezembro de 2017, mas não eram conhecidos detalhes acerca das propriedades físicas do objeto até ao final de junho. Este é apenas o quarto asteroide binário de "massa igual" próximo da Terra já detectado, constituído por dois objetos quase idênticos em tamanho, em órbita um do outro. As novas observações fornecem as imagens mais nítidas já obtidas deste tipo de asteroide binário.

© GSSR/NASA/JPL-Caltech (imagem de radar do binário 2017 YE5)

No dia 21 de junho, o asteroide 2017 YE5 fez a sua maior aproximação à Terra pelo menos dos próximos 170 anos, chegando a 6 milhões do nosso planeta, ou cerca de 16 vezes a distância à Lua. Nos dias 21 e 22 de junho, as observações pelo GSSR (Goldstone Solar System Radar) da NASA no estado norte-americano da Califórnia mostraram os primeiros sinais de que YE5 podia ser um sistema binário. As observações revelaram dois lóbulos distintos, mas a orientação do asteroide era tal que os cientistas não podiam ver se os dois corpos estavam separados ou unidos. Eventualmente, os dois objetos giraram para expor uma lacuna distinta entre eles.

Os cientistas do Observatório de Arecibo, em Porto Rico, já haviam planejado observar YE5, e foram alertados pelos seus colegas em Goldstone acerca das propriedades únicas do asteroide. No dia 24 de junho, os cientistas uniram-se com pesquisadores do GBO (Green Bank Observatory) e usaram os dois observatórios juntos numa configuração de radar bi-estática (na qual o Arecibo transmite o sinal de radar e o Green Bank recebe o sinal de retorno). Juntos, puderam confirmar que 2017 YE5 era composto por dois objetos separados. No dia 26 de junho, Goldstone e Arecibo confirmaram independentemente a natureza binária do asteroide.

As novas observações obtidas entre os dias 21 e 26 de junho indicam que os dois objetos giram em torno um do outro uma vez a cada 20 a 24 horas. Isto foi confirmado com observações ópticas das variações de brilho feitas por Brian Warner no CS3 (Center for Solar System Studies) em Rancho Cucamonga, Califórnia.

Imagens de radar mostram que os dois objetos são maiores do que o seu brilho óptico combinado originalmente sugeria, indicando que as duas rochas não refletem tanta luz solar quanto um típico asteroide rochoso. O 2017 YE5 é provavelmente tão escuro quanto carvão. As imagens do GSSR obtidas no dia 21 de junho também mostram uma diferença marcante na refletividade dos dois objetos, um fenômeno anteriormente inédito entre os mais de 50 outros asteroides binários estudados com radar desde 2000 (no entanto, a maioria destes asteroides binários consiste de um objeto maior e de um satélite muito menor). As diferenças de refletividade também aparecem nas imagens de Arecibo e sugerem que os dois objetos podem ter densidades e composições diferentes perto das suas superfícies ou diferentes rugosidades à superfície.

Os cientistas estimam que dos asteroides próximos da Terra com mais de 200 metros, cerca de 15% são binários com um objeto maior e um satélite muito menor. Os binários de massa igual como 2017 YE5 são muito mais raros. Os binários de contato, nos quais dois objetos de tamanho similar estão em contato, são responsáveis por outros 15% dos asteroides próximos da Terra maiores que 200 metros.

A descoberta da natureza binária do 2017 YE5 fornece uma importante oportunidade para melhorar a compreensão de diferentes tipos de binários e para estudar os mecanismos de formação entre binários e binários de contato, que podem estar relacionados. A análise da combinação entre as observações de radar e as observações no visível podem permitir com que os cientistas estimem as densidades dos objetos de 2017 YE5, o que irá melhorar a compreensão da sua composição e estrutura interna, e de como se formaram.

Fonte: Green Bank Observatory