Em 2022, a nave espacial DART (Double Asteroid Redirection Test) da NASA colidiu com um objeto chamado Dimorphos. O objetivo era testar o redirecionamento de asteroides perigosos desviando-os com um impacto. O teste foi um sucesso, e Dimorphos foi mensuravelmente afetado.
Pesquisas posteriores mostram que Dimorphos foi mais do que desviado; ele foi deformado.
Nas últimas décadas, fizemos progressos catalogando os asteroides no Sistema Solar. Alguns deles estão próximos o suficiente da Terra para serem perigosos. Se um objeto chega a 1,3 unidades astronômicas do Sol, é chamado de Objeto Próximo à Terra (NEO.) Se tiver mais de 140 metros (460 pés) de diâmetro e cruzar a órbita da Terra, é chamado de Objeto potencialmente perigoso (PHO.) Mais de 99% dos NEOs e PHOs são asteroides, e o restante são cometas.
A Terra sofreu muitos impactos desses objetos no passado. O mais famoso impactador foi Chicxulub. Quando atingiu a Terra há cerca de 65 milhões de anos, foi responsável pelo fim dos dinossauros.
Agora que sabemos o perigo que essas rochas espaciais representam, a NASA e outras agências estão se preparando para fazer algo a respeito. DARDO foi uma missão de teste para ver o quão eficaz um simples impactador cinético poderia ser em mudar a trajetória de um asteroide.
Dimorphos não representa nenhuma ameaça à Terra. Ele foi escolhido como alvo de teste porque, na verdade, é uma parte de um par de objetos. Dimorphos é uma pequena lua de um asteroide chamado 65803 Didymos. Como Dimorphos está em órbita ao redor de Didymos, é fácil medir mudanças no movimento do objeto após o impacto.
Uma equipe inteira tem seguido Dimorphos desde que o DART o impactou para rastrear como a órbita do objeto mudou. Suas observações mostram que o teste foi um sucesso. A órbita de Dimorphos ao redor de Didymos foi encurtada em 32 minutos quando o objetivo era encurtá-la em apenas 73 segundos. Curiosamente, não foi o impacto que afetou a órbita de Dimorphos; foi por causa do efeito de recuo dos detritos ejetados.
Uma nova pesquisa publicada no The Planetary Science Journal mostra que Dimorphos foi mais profundamente afetado pelo impacto do que se pensava. O artigo é intitulado “O estado dinâmico do sistema Didymos antes e depois do impacto do DART.” O autor principal é Derek Richardson do Departamento de Astronomia da Universidade de Maryland. Richardson é o líder de uma das equipes de investigação do DART, chamada Dynamics Working Group.
“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 Richardson. “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.”
Observações pré-impacto mostraram que Dimorphos tinha uma forma oblata. Mas após o impacto, ele se tornou prolato ou alongado. Isso foi contra observações pré-impacto, que sugeriram que Dimorphos era inicialmente alongado.
O DART tinha uma massa de 610 quilos (1.340 lb) e atingiu Dimorphos a uma velocidade de cerca de 21.000 km/h (13.000 mp/h). O impacto teve uma força equivalente a cerca de três toneladas de TNT explodindo e alterou inesperadamente a forma de Dimorphos.
“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 derramado de um corpo primário como Didymos. Ele naturalmente tenderia a formar um corpo alongado que sempre apontaria seu longo eixo 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”, disse Richardson.
Didymos e Dimorphos estão conectados gravitacionalmente, e após o impacto, detritos espalhados de Dimorphos alteraram seu relacionamento, reduzindo a órbita de Dimorphos ao redor de Didymos. Ainda não é certo, mas Dimorphos pode ter entrado em um estado de queda.
“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.”
Se estiver caindo, Dimorphos pode causar problemas — não para a Terra, mas para Hera, a missão seguinte.
A missão Hera da ESA será lançada em algumas semanas. Sua missão é realizar uma pesquisa detalhada pós-impacto de Dimorphos. Para fazer isso, ela precisa se aproximar. Se Dimorphos estiver caindo, sua órbita será menos previsível, e isso tornará difícil para Hera se aproximar. Se for esse o caso, os dados coletados por Hera sofrerão. É possível que, com o tempo, o amortecimento secular acalme a queda, mas há muita incerteza neste momento.
“Embora o amortecimento secular seja possível no futuro próximo, é improvável que tenha efeitos importantes no sistema quando Hera chegar. Assim, Hera pode encontrar um Dimorphos em queda, complicando as operações de proximidade”, escrevem Richardson e seus coautores em sua pesquisa.
O DART mudou a órbita mútua de Didymos e Dimorphos, e também mudou a órbita deles ao redor do Sol. O impacto inicial não foi inteiramente responsável por essa mudança. O material ejetado também contribuiu. “O impulso inicial entregue ao baricentro do sistema foi aumentado pelo momento carregado pelo material ejetado que escapou do sistema”, explicam os autores.
Muitos pesquisadores diferentes calcularam os ejetados, e diferentes observações chegaram a quantidades diferentes. No entanto, os pesquisadores dizem que o impacto ejetou algumas dezenas de milhões de kg de material.
O impacto também pode mudar a forma de Didymos. Ele gira tão rápido que corre um risco maior de falha estrutural quando ejetado de Dimorphos o atinge. “Pequenas perturbações, como ejetado do local do impacto em Dimorphos atingindo Didymos em várias velocidades, podem, portanto, desencadear um processo de remodelação, em que seu raio equatorial aumenta enquanto seu raio polar diminui, resultando em uma forma mais achatada”, explicam os autores.
O impacto gerou tanto material ejetado que Dimorphos formou uma cauda. Alguns desses detritos devem ter caído em Didymos, mas observações até agora mostram que não afetaram sua superfície ou sua dinâmica. “Isso implica que a superfície de Didymos era forte o suficiente para suportar tais impactos”, escrevem os autores. No entanto, no passado, Didymos provavelmente sofreu algum tipo de fratura, possivelmente devido à sua rápida taxa de rotação, e os detritos desse evento provavelmente formaram Dimorphos.
Os resultados do impacto são incertos. O DART transportou uma nave espacial italiana secundária chamada LICIACube (Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids) que se separou do DART 15 dias antes do impacto. Ele passou pelo asteroide e capturou imagens do asteroide e do material ejetado com seu par de câmeras. As observações do LICIACube ajudaram os cientistas a entender o que aconteceu, mas o pequeno CubeSat executou apenas um único sobrevoo.
Cabe à nave espacial Hera da ESA responder a perguntas sobre o impacto. Ela chegará a Didymos em outubro de 2026 e, em dezembro, começará cerca de seis meses de operações de proximidade. “O objetivo principal de Hera é medir a massa de Dimorphos”, escrevem os autores.
A massa é a peça que falta para nos ajudar a entender como o material ejetado contribuiu para a órbita alterada de Dimorphos. Hera também tem dois CubeSats, Juventas e Milani, e todos os três trabalharão juntos para restringir a massa de Dimorphos com mais precisão. “Quando Hera se aproxima, sua Experimento de rádio ciência (RSE), envolvendo a nave espacial principal e os dois CubeSats, Juventas e Milani, deve obter a massa de Dimorphos com maior precisão e medir os campos gravitacionais estendidos e os estados rotacionais de Didymos e Dimorphos”, afirma o artigo.
Quando você esmaga um impactador em um asteroide, você pode esperar alguns resultados não intencionais. Mas se o redirecionamento de asteroides serve como uma ferramenta para proteger a Terra de impactos perigosos, então precisamos saber o mais detalhadamente possível o que esperar. É disso que se trata o DART e o Hera. No entanto, eles também estão nos contando sobre as relações entre pequenos objetos binários.
“A missão DART, juntamente com a campanha de observação Didymos, não apenas representou o primeiro teste em escala realista de uma técnica de mitigação de riscos, mas também forneceu medições sem precedentes de efeitos dinâmicos em um binário de sistema solar pequeno não ideal para testar modelos teóricos”, escrevem os autores.
Muitas das previsões pré-impacto se mostraram verdadeiras, mas outros resultados são surpreendentes e há muitas perguntas sem resposta.
“Estamos ansiosos pelas revelações da missão Hera, que prometem refinar ainda mais nossa compreensão de pequenos corpos em geral e da formação e evolução de asteroides binários em particular”, concluem os pesquisadores.
