Novo estudo fornece insights sobre a geofísica por trás da formação e evolução dos asteroides.
Um estudo liderado pela Universidade de Maryland revela novos detalhes sobre a dinâmica dos asteroides após NASAmissão DART, que colidiu intencionalmente com a lua asteroide Dimorphos em 2022. O impacto alterou significativamente a trajetória e a forma de Dimorphos, levando a comportamentos gravitacionais inesperados. Essas descobertas desafiam suposições anteriores sobre a evolução dos asteroides e podem influenciar futuras estratégias de defesa planetária e missões espaciais, à medida que os pesquisadores continuam a avaliar a estabilidade do sistema e o potencial para exploração posterior.
Quando a nave espacial Double Asteroid Redirection Test (DART) da NASA colidiu com uma lua asteroide chamada Dimorphos em 2022, a lua foi significativamente deformada — criando uma grande cratera e remodelando-a tão dramaticamente que a lua saiu dos trilhos de sua progressão evolutiva original — de acordo com um novo estudo. Os pesquisadores do estudo acreditam que Dimorphos pode começar a “cair” caoticamente em suas tentativas de voltar ao equilíbrio gravitacional com seu asteroide pai chamado Didymos.
Insights da colisão do DART com Dimorphos
“Na maior parte, nossas previsões originais pré-impacto sobre como o DART mudaria a maneira como Didymos e sua lua se movem no espaço estavam corretas”, disse Derek Richardson, professor de astronomia na Universidade de Maryland e líder do grupo de trabalho de investigação do DART. “Mas há algumas descobertas inesperadas que ajudam a fornecer uma imagem melhor de como asteroides e outros corpos pequenos se formam e evoluem ao longo do tempo.”
O artigo publicado em Revista de Ciência Planetária em 23 de agosto de 2024, por uma equipe liderada por Richardson, detalhou observações pós-impacto notáveis e descreveu possíveis implicações para futuras pesquisas sobre asteroides.
Mudanças inesperadas na forma e dinâmica do asteroide
Uma das maiores surpresas foi o quanto o impacto com o DART mudou o formato de Dimorphos. De acordo com Richardson, a lua do asteroide era originalmente oblata (em forma de hambúrguer), mas se tornou mais prolata (esticada como uma bola de futebol) depois que a nave espacial DART colidiu com ela.
“Esperávamos que Dimorphos fosse prolato antes do impacto simplesmente porque é assim que geralmente acreditávamos que o corpo central de uma lua gradualmente acumularia material que foi eliminado de um corpo primário como Didymos. Ele naturalmente tenderia a formar um corpo alongado que sempre apontaria seu eixo longo em direção ao corpo principal”, explicou Richardson. “Mas esse resultado contradiz essa ideia e indica que algo mais complexo está em ação aqui. Além disso, a mudança induzida pelo impacto na forma de Dimorphos provavelmente mudou como ele interage com Didymos.”
Richardson observou que, embora o DART tenha atingido apenas a lua, a lua e o corpo principal estão conectados pela gravidade. Os detritos espalhados pela espaçonave no impacto também desempenharam um papel no equilíbrio perturbado entre a lua e seu asteroide, encurtando a órbita de Dimorphos ao redor de Didymos. Curiosamente, o formato de Didymos permaneceu o mesmo — uma descoberta que indica que o corpo do asteroide maior é firme e rígido o suficiente para manter sua forma mesmo depois de perder massa para criar sua lua.
Implicações para futuras missões espaciais
De acordo com Richardson, as mudanças de Dimorphos têm implicações importantes para os esforços de exploração futuros, incluindo a Agência Espacial Europeiamissão de acompanhamento da ‘s ao sistema Didymos, prevista para outubro de 2024.
“Originalmente, Dimorphos provavelmente estava em um estado muito relaxado e tinha um lado apontando para o corpo principal, Didymos, assim como a lua da Terra sempre tem uma face apontando para o nosso planeta”, explicou Richardson. “Agora, ele está desalinhado, o que significa que pode oscilar para frente e para trás em sua orientação. Dimorphos também pode estar ‘caindo’, o que significa que podemos ter feito com que ele girasse de forma caótica e imprevisível.”
Estabilidade e oportunidades futuras de pesquisa
A equipe agora está esperando para descobrir quando os destroços ejetados serão eliminados do sistema, se Dimorphos ainda está caindo no espaço e quando ele finalmente recuperará sua estabilidade anterior.
“Uma das nossas maiores questões agora é se Dimorphos é estável o suficiente para que a espaçonave pouse e instale mais equipamentos de pesquisa nele”, disse ele. “Pode levar cem anos para ver mudanças perceptíveis no sistema, mas faz apenas alguns anos desde o impacto. Aprender sobre quanto tempo leva para Dimorphos recuperar sua estabilidade nos diz coisas importantes sobre sua estrutura interna, o que por sua vez informa futuras tentativas de desviar asteroides perigosos.”
O papel do DART na defesa planetária
Richardson e sua equipe esperam que Hera forneça mais informações sobre o impacto do DART. No final de 2026, Hera chegará ao sistema binário de asteroides contendo Dimorphos e Didymos para avaliar as propriedades internas de ambos os asteroides pela primeira vez, fornecendo uma análise mais detalhada da missão DART e suas implicações para o futuro.
“O DART nos deu insights sobre a física gravitacional complicada que você não consegue fazer em um laboratório, e toda essa pesquisa nos ajuda a calibrar nossos esforços para defender a Terra no caso de uma ameaça real”, disse Richardson. “Há uma chance diferente de zero de que um asteroide ou cometa se aproxime e coloque o planeta em perigo. Agora, temos uma linha adicional de defesa contra esses tipos de ameaças externas.”
Referência: “O estado dinâmico do sistema Didymos antes e depois do impacto do DART” por Derek C. Richardson, Harrison F. Agrusa, Brent Barbee, Rachel H. Cueva, Fabio Ferrari, Seth A. Jacobson, Rahil Makadia, Alex J. Meyer, Patrick Michel, Ryota Nakano, Yun Zhang, Paul Abell, Colby C. Merrill, Adriano Campo Bagatin, Olivier Barnouin, Nancy L. Chabot, Andrew F. Cheng, Steven R. Chesley, R. Terik Daly, Siegfried Eggl, Carolyn M. Ernst, Eugene G. Fahnestock, Tony L. Farnham, Oscar Fuentes-Muñoz, Edoardo Gramigna, Douglas P. Hamilton, Masatoshi Hirabayashi, Martin Jutzi, Josh Lyzhoft, Riccardo Lasagni Manghi, Jay McMahon, Fernando Moreno, Naomi Murdoch, Shantanu P. Naidu, Eric E. Palmer, Paolo Panicucci, Laurent Pou, Petr Pravec, Sabina D. Raducan, Andrew S. Rivkin, Alessandro Rossi, Paul Sánchez, Daniel J. Scheeres, Peter Scheirich, Stephen R. Schwartz, Damya Souami, Gonzalo Tancredi, Paolo Tanga, Paolo Tortora, Josep M. Trigo-Rodríguez, Kleomenis Tsiganis, John Wimarsson e Marco Zannoni, 23 de agosto 2024, O Jornal de Ciência Planetária.
DOI: 10.3847/PSJ/ad62f5
Esta pesquisa foi apoiada pela NASA (Contratos nº 80MSFC20D0004, 80NSSC22K1173, HST-GO-17292 e NAS 5-26555), pela US National Science Foundation (Concessão nº DGE 2040434), pelo Centre national d’études spatiales (CNES), pela Agência Espacial Europeia (ESA), pelo Conselho Europeu de Pesquisa, pela Agência Espacial Italiana, pela Swiss National Science Foundation e pela Grant Agency of the República Checa. Este artigo não reflete necessariamente as opiniões dessas organizações.
Outros colaboradores da pesquisa DART afiliados à UMD e coautores do estudo incluem o cientista pesquisador principal em astronomia Tony Farnham, o professor de astronomia Douglas Hamilton, o ex-associado de pós-doutorado em engenharia aeroespacial Yun Zhang e os ex-alunos Harrison Agrusa (MS ’19, Ph.D. ’22, astronomia) e Stephen Schwartz (MS ’07, Ph.D. ’13, astronomia).
