Meteoróides vindos do espaço exterior são formados aleatoriamente, mas muitos destes, que pousam na terra como meteoritos, são encontrados em cones. Para explorar as forças que produzem meteoritos em forma de cone, os pesquisadores replicaram meteoróides viajando pelo espaço sideral: objetos de barro, presos a uma vara, serviram como "meteoritos falsos" que corroem enquanto se movem pela água.
CRÉDITO: Laboratório de Matemática Aplicada da NYU
Meteoróides vindos do espaço exterior são formados aleatoriamente, mas muitos destes, que pousam na terra como meteoritos, são encontrados em cones. Os cientistas descobriram agora como a física do voo na atmosfera leva a essa transformação.
A progressão, descoberta por meio de uma série de experimentos de replicação no Laboratório de Matemática Aplicada da Universidade de Nova York, envolve o derretimento e a erosão durante o vôo que, em última análise, resultam em uma forma ideal à medida que meteoróides se projetam pela atmosfera. Os resultados são relatados na revista Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS) .
"Cones finos ou estreitos se agitam e caem, enquanto os cones largos vibram e balançam para a frente e para trás, mas descobrimos que entre esses cones estão os cones que voam perfeitamente em linha reta com seu ponto ou ápice", explica Leif Ristroph, professor assistente do Instituto Courant da NYU. de Ciências Matemáticas, que liderou o estudo. "Surpreendentemente, esses cones de 'Cachinhos Dourados' dos ângulos 'apenas certos' combinam exatamente com as formas de argila erodidas resultantes de nossos experimentos e de meteoritos cônicos reais."
"Ao mostrar como a forma de um objeto afeta sua capacidade de voar diretamente, nosso estudo lança alguma luz sobre este mistério de longa data sobre o motivo de tantos meteoritos chegarem à Terra terem o formato de um cone", acrescentou ele.
As forças por trás das formas peculiares dos meteoritos, que são meteoros ou "estrelas cadentes" que sobrevivem ao voo ígneo através da atmosfera e aterrissam na Terra, há muito são um mistério.
"As formas dos meteoritos não são como são no espaço, já que na verdade são derretidas, erodidas e remodeladas pelo vôo atmosférico", explica Ristroph. "Enquanto a maioria dos meteoritos são formados aleatoriamente por 'bolhas', surpreendentemente muitos - alguns dizem que cerca de 25% - são 'meteoritos orientados', e amostras completas desses parecem quase como cones perfeitos."
Para explorar as forças que produzem meteoritos em forma de cone, os pesquisadores, que incluíram Jun Zhang, professor de física e matemática no Instituto Courant e NYU em Xangai, replicaram meteoróides viajando pelo espaço: objetos de barro, presos a uma haste, serviram como "meteoritos falsos" que corroem enquanto se movem pela água.
Os objetos de barro mantidos na corrente de água foram eventualmente esculpidos em cones da mesma angularidade dos meteoritos cônicos - não muito delgados e nem muito largos.
No entanto, os pesquisadores reconheceram as limitações deste projeto experimental: ao contrário dos objetos de argila, os meteoróides voadores reais não são mantidos em uma posição fixa e podem girar livremente, girar e girar. Essa distinção levantou a seguinte questão: o que permite que os meteoritos mantenham uma orientação fixa e alcancem com sucesso a Terra?
A equipe, que também incluía Khunsa Amin e Kevin Hu, ambos estudantes de graduação da Universidade de Nova York, e Jinzi Huang, estudante de doutorado da Universidade de Nova York na época do trabalho, realizaram experimentos adicionais nos quais examinaram como cones diferentes caíam na água. Aqui eles descobriram que cones estreitos reviravam enquanto cones largos tremulavam. No entanto, entre estes dois são formas de cone "apenas certas" que voam em linha reta.
"Estas experiências contam uma história de origem para meteoritos orientados: as próprias forças aerodinâmicas que fundem e remodelam os meteoróides em vôo também estabilizam sua postura de modo que uma forma de cone possa ser esculpida e finalmente chegar à Terra", observa Ristroph. "Esta é outra mensagem interessante que estamos aprendendo com os meteoritos, que são cientificamente importantes como 'visitantes alienígenas' da Terra, cuja composição e estrutura nos dizem sobre o universo."
A pesquisa foi apoiada por uma bolsa da National Science Foundation (CBET-1805506).
Nenhum comentário:
Postar um comentário