Novas revelações sobre as formas incomuns de asteroides

Durante anos, as formas incomuns dos pequenos asteroides Dimorphos e Selam intrigaram os astrônomos. Agora, um novo estudo fornece explicações para a forma peculiar destas “luas” e sugere que podem ser mais comuns do que se pensava anteriormente.

Asteróides binários, que são pares de rochas semelhantes ao sistema Terra-Lua, são frequentes na nossa vizinhança cósmica. Um exemplo é a dupla Didymos-Dimorphos, protagonistas da missão DART (sigla em inglês para Double Asteroid Redirection Test) da NASA, em 2022.

Estudos indicam que esses asteroides binários se formam quando uma “estrela-mãe”, composta por rochas soltas, gira tão rapidamente que parte de sua massa se rompe, formando um corpo satélite (ou “asteróide lunar”).

Normalmente, eles têm formato alongado, lembrando bolas de futebol americanas, pois orbitam seus corpos parentais, geralmente no formato de um pião. Porém, alguns têm formatos mais estranhos, como o Dimorphos, que antes de ser impactado pela missão DART, tinha o formato de um esferóide achatado – uma esfera achatada nos pólos e alongada no centro, semelhante a uma melancia. Selam, uma lua recém-descoberta do asteróide Dinkinesh, é ainda mais peculiar, consistindo em duas esferas rochosas conectadas.

Estas formas incomuns intrigaram os astrónomos, como John Wimarsson, da Universidade de Berna, na Suíça, autor principal do novo estudo. Segundo ele, o formato dessas luas não pode ser explicado diretamente pelos modelos tradicionais de formação de asteroides binários.

Modelos computacionais de asteróides ajudaram a desvendar o mistério

Para desvendar o mistério, Wimarsson e colegas de diversas universidades europeias e americanas criaram dois modelos de computador. O primeiro simulou como as formas das principais rochas mudariam à medida que girassem rapidamente e liberassem detritos. O segundo modelo assumiu que estes detritos formariam um disco em forma de rosca em torno do asteróide pai. Os algoritmos rastrearam o movimento desses fragmentos à medida que eram afetados pela gravidade e colidiam, formando agregados. Os pesquisadores consideraram dois tipos de asteróides pais, semelhantes a Ryugu e Didymos em tamanho e densidade.

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Os resultados, publicados na revista Icarorevelou que dois fatores principais determinam a forma final de um asteroide lunar: a força gravitacional exercida pelo corpo progenitor e as colisões entre a lua e outros objetos rochosos no disco de detritos.

Além disso, a densidade do asteroide pai é um fator crucial. Asteróides mais densos, como Didymos, giram mais rápido e criam discos de detritos mais largos, permitindo a formação de luas mais distantes. Nesse caso, essas luas tendem a adquirir formatos alongados, chamados prolatos. Quando se formam mais perto do asteróide pai, no chamado limite de Roche, a gravidade mantém a forma prolada à medida que a lua cresce lentamente, colidindo e fundindo-se com outros detritos.

Aquelas que se formam além do limite de Roche, onde a gravidade do corpo parental é menor, adquirem formas oblatas (que possuem diâmetro equatorial maior que a distância entre os pólos). Nestas condições, as luas crescem de forma mais uniforme devido a colisões com outros detritos co-orbitais. No entanto, a maioria dos asteróides achatados formam-se abaixo do limite de Roche, onde a proximidade com o asteróide pai pode deformá-los, transformando-os em esferóides achatados após colisões com outras luas precursoras.

O estudo também destacou a importância do ângulo de colisão entre duas luas precursoras na determinação da forma final. Se colidirem lado a lado, a forma resultante será mais plana; se eles colidirem de ponta a ponta, um objeto bilobado, como a lua Selam, poderá emergir.

Estas descobertas sugerem que asteroides de formato estranho podem ser mais comuns do que se pensava anteriormente. No entanto, a tecnologia atual destinada a detectar asteróides prolatos pode estar subestimando a presença de asteróides achatados, que são mais difíceis de identificar.