Estudo revela detalhes de Pallas "asteróide de bola de golfe"

Duas visões do asteróide Pallas, que os pesquisadores determinaram ser o objeto com maior cratera no cinturão de asteróides.

Imagem cortesia dos pesquisadores

Em 1802, o astrônomo alemão Heinrich Olbers observou o que ele pensava ser um planeta dentro do cinturão principal de asteróides . Com o tempo, os astrônomos viriam a nomear esse corpo Pallas, um nome alternativo para a deusa grega guerreira Atena. A descoberta subsequente de muitos mais asteróides no cinturão principal levaria Pallas a ser reclassificado como um grande asteróide, o terceiro maior do cinturão depois de Ceres e Vesta .

Durante séculos, os astrônomos procuraram dar uma olhada melhor em Pallas para aprender mais sobre seu tamanho, forma e composição. Na virada do século, os astrônomos chegaram à conclusão de que era um esferóide oblato (uma esfera alongada). Graças a um novo estudo de uma equipe internacional, as primeiras imagens detalhadas de Pallas foram finalmente tiradas, revelando que seu formato é mais parecido com uma "bola de golfe" - ou seja, com covinhas.

Pierre Vernazza, do Laboratoire d'Astrophyisque de Marseille, na França, foi o principal investigador da equipe, que incluiu membros de 21 instituições de pesquisa de todo o mundo. Michaël Marsset, um associado de pós-doutorado do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT , foi o principal autor do estudo (que apareceu recentemente na revista Nature Astronomy .

Os asteróides do Sistema Solar interno e Júpiter: O cinturão de asteróides em forma de rosca está localizado entre as órbitas de Júpiter e Marte. Crédito: Wikipedia Commons

Durante séculos, os astrônomos sabem que Pallas orbita ao longo de uma órbita altamente inclinada em comparação com a maioria dos objetos no cinturão de asteróides principal. Enquanto a maioria desses objetos segue o mesmo caminho elíptico ao redor do Sol e tem inclinações orbitais inferiores a 30 °, a órbita de Pallas é inclinada 34.837 ° em relação ao plano solar (por razões que permaneceram um mistério).

Para o estudo, Vernazza e sua equipe obtiveram 11 imagens de Pallas que foram adquiridas pelo instrumento de pesquisa Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument 
(SPHERE) no Very Large Telescope (VLT) do ESO . Essas imagens foram tiradas em 2017 e 2019, quando a equipe reservou um dos quatro telescópios que compõem o VLT para capturar imagens de Pallas quando este estava no ponto mais próximo de sua órbita à Terra.

Graças ao sistema óptico extremamente adaptativo do instrumento SPHERE, a equipe observou uma superfície que foi completamente ondulada pelas crateras e que parecia uma bola de golfe. Abordando a questão de por que isso ocorre, a equipe considerou a possibilidade de a órbita inclinada de Pallas causar vários impactos durante os quatro anos e meio (1.686 dias) necessários para concluir uma única órbita ao redor do Sol.

Calcularam que esses impactos seriam quatro vezes mais prejudiciais do que as colisões experimentadas por dois asteróides na mesma órbita. Como Marsset explicou ao MIT News:

“A órbita de Pallas implica impactos de velocidade muito alta. A partir dessas imagens, podemos dizer agora que Pallas é o objeto mais craterado que conhecemos no cinturão de asteróides. É como descobrir um novo mundo. ”

Ilustração da órbita altamente inclinada de Pallas em torno do Sol. Crédito: Osamu Ajiki (AstroArts) e Ron Baalke (JPL).

Usando as 11 imagens, tiradas de diferentes ângulos, a equipe as compilou para gerar uma reconstrução 3D da forma do asteróide, bem como um mapa de crateras de seus polos e partes de sua região equatorial. A partir disso, eles foram capazes de identificar 36 crateras com diâmetro superior a 30 km (18,64 mi) de diâmetro - cerca de um quinto do diâmetro da cratera de impacto que matou os dinossauros (a cratera Chicxulub ).

Embora pequenas, comparadas às crateras encontradas na Terra e em outros corpos, as crateras de Pallas parecem cobrir pelo menos 10% da superfície do asteróide - o que sugere que ele teve uma história bastante violenta. Para determinar o quão violento, a equipe realizou uma série de simulações que modelavam as interações entre Pallas (assim como Ceres e Vesta) com o restante do cinturão principal desde que ele se formou cerca de 4 bilhões de anos atrás.

Essas simulações levaram em conta o tamanho, a massa e as propriedades orbitais dos asteróides, bem como as distribuições de velocidade e tamanho dos objetos no cinturão principal. Eles então registravam todas as vezes que uma colisão simulada com qualquer um dos três corpos produzia uma cratera de pelo menos 40 km (25 milhas) de largura (o tamanho da maioria das crateras de Pallas). O que eles descobriram foi que uma cratera de 40 km em Pallas poderia ser criada por um objeto muito menor do que em Ceres of Vesta.

Como os asteróides pequenos são muito mais comuns no cinturão de asteróides do que os maiores, isso significa que Pallas tem uma maior probabilidade de sofrer eventos de crateras de alta velocidade do que seus pares. Como Marsset ilustrou :

"Pallas experimenta duas a três vezes mais colisões que Ceres ou Vesta, e sua órbita inclinada é uma explicação direta para a superfície muito estranha que não vemos nos outros dois asteróides."

Outras descobertas que resultaram das imagens mais recentes de Pallas incluem um ponto brilhante no hemisfério sul e uma enorme bacia de impacto ao longo do equador. Embora a equipe não tenha certeza sobre qual pode ser o ponto brilhante, eles teorizam que pode haver um depósito de sal muito grande na superfície. Isso se baseia em parte na reconstrução 3D, que forneceu estimativas atualizadas sobre o volume de Pallas (que eles combinaram com sua massa conhecida)

A partir disso, a equipe calculou que Pallas é bastante diferente em termos de densidade de Ceres ou Vesta e que provavelmente se formou a partir de uma combinação de gelo d'água e silicatos bilhões de anos atrás. Como o gelo da água derreteu com o tempo, ele teria hidratado os silicatos, formando depósitos de sal no interior que poderiam ter sido expostos a impactos. Outra possível evidência de apoio envolve a chuva de meteoros Geminid.

Isso ocorre todo mês de dezembro, quando a Terra passa através da nuvem de fragmentos do asteroide Phaethon - um asteróide próximo à Terra (NEA) que se acredita ser um fragmento de Pallas que finalmente chegou à órbita da Terra. Dado que os geminídeos têm uma gama de conteúdo de sódio, Marsset e seus colegas teorizam que eles podem ter se originado de depósitos de sal em Pallas.

Quanto à bacia de impacto, que mede cerca de 400 km (250 milhas) de largura, a equipe simulou vários impactos ao longo do equador e acompanhou os fragmentos que teriam resultado. A partir de suas simulações, a equipe concluiu que a bacia de impacto provavelmente era o resultado de uma colisão ocorrida há cerca de 1,7 bilhão de anos atrás, com um objeto com diâmetro entre 20 e 40 km (12,5 a 25 milhas).

Esse impacto teria ejetado fragmentos no espaço, que retornaram ao asteróide, criando um padrão que coincide com uma família de fragmentos que foram recentemente observados atrás de Pallas. Em outras palavras, essa explicação se encaixa na atualmente conhecida "família Pallas" de fragmentos. Como Marsset indicou, essas últimas observações e teorias também reforçam o argumento de uma missão de baixo custo para Pallas para aprender mais sobre isso.

“As pessoas propuseram missões a Pallas com satélites muito pequenos e baratos. Não sei se eles aconteceriam, mas eles poderiam nos contar mais sobre a superfície de Pallas e a origem do ponto brilhante. ”

Essas descobertas são as mais recentes de uma série de descobertas realizadas no Cinturão de Asteróides Principais nos últimos anos. Isso inclui a missão Dawn , confirmando que os blocos de construção da vida existem em Ceres, a descoberta de um asteróide binário que se comporta como dois cometas por Hubble e o fato de Hygeia (o quarto objeto mais maciço do Cinturão) ser realmente esférico - tornando-o o menor objeto desse tipo no Sistema Solar.

E então você tem uma pesquisa que indica que um Cinturão de Asteróides primordial pode estar vazio até que a migração dos planetas maiores o tenha tornado preenchido por objetos que sobraram da formação do Sistema Solar. Não é de admirar, então, por que muitos cientistas querem enviar uma espaçonave para lá, que pode ser movida a vapor para garantir a relação custo-benefício e a longevidade.

Fonte - Universe Today

Expandindo referencias:

MIT News