Encontrando a idade de uma “lua” binária de contato

Existem milhões de asteróides flutuando ao redor do sistema solar. Com tantos deles, não deveria ser surpresa que alguns estejam configurados de maneira estranha. Um exemplo recente de uma dessas configurações estranhas foi descoberto quando Lucy, a missão da NASA aos asteróides de Tróia, passou por um asteróide do cinturão principal chamado Dinkinesh. Descobriu-se que Dinkinesh tinha uma “lua” – e essa lua era um “binário de contato”. Agora conhecido como Selam, é composto de dois objetos que se tocam fisicamente por meio da gravidade, mas não estão totalmente fundidos um no outro. Exatamente como e quando um sistema tão inesperado pode ter se formado é o tema de um novo artigo de Colby Merrill, pesquisador graduado em Cornell, e seus coautores na Universidade do Colorado e na Universidade de Berna.

O artigo, em particular, analisa quando o sistema pode ter se formado e o faz por meio de modelagem. Uma teoria na formação de asteróides chamada efeito binário Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack, que, como ninguém quer dizer o nome completo, é abreviado para a sigla BYORP. Este modelo explica como os sistemas binários de asteróides acontecem em primeiro lugar.

Essencialmente, o asteróide acelera a sua rotação devido à pressão da radiação. Eventualmente, devido a essas forças rotacionais, chega a um ponto em que a sua gravidade já não é capaz de manter todo o seu material na sua superfície, e parte desse material é ejetado para o espaço, eventualmente fundindo-se numa “lua” para o futuro. asteróide ligeiramente maior.

Dinkinesh não é um asteróide “grande” de forma alguma – em seu ponto mais largo, ele mede apenas cerca de 790 metros de diâmetro. Também recebeu o nome da palavra amárica para Lucy; os restos fósseis de um potencial ancestral humano encontrado na Etiópia e homônimo da missão da NASA. Seu satélite, Salem, é a palavra amárica para “paz”, mas outro conjunto de fósseis encontrado em 2000 que, embora fosse de uma criança, era 100 mil anos anterior ao de Lucy. Mas é ainda menor que Dinkinesh – apenas cerca de 220 m no seu ponto mais largo.

Mas Selam, na verdade, tem duas pontas mais largas porque tem o formato do que é tecnicamente chamado de bilobado, mas é mais comumente considerado um formato de “haltere”. Isto pode ser parcialmente devido a outra força que influencia a formação de asteróides – as marés.

Tradicionalmente, as pessoas pensam nas marés como causadas pelo movimento da Lua em torno da Terra. No entanto, as marés também podem acontecer no interior dos asteróides quando existe uma força gravitacional sobre um corpo pequeno por um corpo ainda menor que está próximo. Por exemplo, Selam induz marés em Dinkinesh, e compreender como as duas se desenvolveram em conjunto requer compreender como essas forças das marés se desenrolaram.

Modelar as forças das marés e o processo de aceleração BYROP é matematicamente complexo. Isto é especialmente verdadeiro porque as entradas para as equações usadas para modelá-las contêm muitas incertezas. Felizmente, existe uma técnica matemática para ajudar nisso.

O método Monte Carlo usa estatísticas para encontrar uma resposta “correta”, variando as entradas das equações e amostrando aleatoriamente os resultados. Os autores usaram essa técnica para determinar há quanto tempo o sistema Dinkinesh/Selam estava em órbita um em torno do outro, usando informações como o tamanho de cada objeto e a velocidade orbital. Eles chegaram a uma resposta entre 1 e 10 milhões de anos – não muito tempo no grande esquema da evolução do sistema solar.

Dado que se pensa que os binários constituem pelo menos 15% dos asteróides próximos da Terra, e que os binários de contacto constituem entre 14% e 30% dos pequenos corpos que ainda são maiores que 200 m, estudar estes tipos de sistemas inesperados pode ser frutífero em compreender como os asteróides geralmente são formados. Tal como o artigo menciona, são necessários mais trabalhos, especialmente uma análise das crateras presentes em Selam, que poderia fornecer uma visão alternativa da sua idade. Dado que só descobrimos este sistema binário por acaso em Novembro de 2023, esses dados, e muitos mais da missão Lucy, serão sem dúvida disponibilizados em breve.

Saber mais:
Merril et al. – Idade de (152.830) Dinkinesh I Selam limitado pela teoria secular das marés-BYORP
UT – Asteróides binários de contato são comuns, mas nunca vimos uma forma. Então vamos fazer um
UT – Impressionantes imagens de radar revelam a personalidade dividida do asteróide 2014 HQ124
UT – O quê? Uau! Aquela nova imagem de asteróide de Lucy ficou ainda mais interessante

Imagem principal:
Dinkinesh e Selam in situ por meio de um instantâneo de Lucy.
Crédito – NASA/Goddard/SwRI/John Hopkins APL