Divulgadas imagens inéditas do “asteroide bola de golfe”

Superfície muito acidentada de Palas tem relação direta com sua órbita inclinada

Hemisférios sul (esquerda) e norte do acidentado asteroide Palas: órbita inclinada torna-o mais vulnerável às colisões. Crédito: MIT

Dentre as mais variadas formas e tamanhos de asteroides já observadas, astrônomos do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e de outros lugares observaram recentemente uma novidade: um desses corpos com tantas crateras que foi apelidado de “asteroide bola de golfe”, informa a área noticiosa do MIT. Em um artigo publicado na revista “Nature Astronomy”, os pesquisadores revelam pela primeira vez imagens detalhadas desse asteroide, incluindo sua superfície marcada por muitas crateras.

Denominado Palas, em homenagem à deusa grega da sabedoria, esse corpo celeste foi descoberto em 1802. Trata-se do terceiro maior objeto do cinturão de asteroides localizado entre Marte e Júpiter e tem cerca de um sétimo do tamanho da Lua.

Durante séculos, os astrônomos notaram que Palas orbita ao longo de uma trilha significativamente inclinada em comparação com a maioria dos objetos no cinturão de asteroides, embora o motivo de sua inclinação permaneça um mistério.

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Os pesquisadores suspeitam que a superfície machucada de Palas é resultado de sua órbita inclinada: embora a maioria dos objetos no cinturão de asteroides viaje mais ou menos ao longo da mesma pista elíptica ao redor do Sol, assim como carros em uma pista de corrida, a órbita inclinada de Palas é tão inclinada que o asteroide tem de abrir caminho através do cinturão de asteroides em ângulo. Quaisquer colisões que Palas experimenta ao longo do caminho seriam cerca de quatro vezes mais prejudiciais do que colisões entre dois asteroides na mesma órbita.

Recordista em crateras

“A órbita de Palas implica impactos de velocidade muito alta”, diz Michaël Marsset, principal autor do artigo e aluno de pós-doutorado no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT. “A partir dessas imagens, podemos dizer agora que Palas é o objeto com mais crateras que conhecemos no cinturão de asteroides. É como descobrir um novo mundo.”

Marsset assina o trabalho com colaboradores de 21 instituições de pesquisa em todo o mundo.

A equipe, liderada pelo investigador principal Pierre Vernazza, do Laboratório de Astrofísica de Marselha, na França, obteve imagens de Palas usando o instrumento SPHERE no Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), um conjunto de quatro telescópios, cada um com 8 espelho de um metro de largura, situado no deserto do Atacama, no Chile. Em 2017 e 2019, Marsset e seus colegas reservaram um dos quatro telescópios vários dias de cada vez para ver se podiam capturar imagens de Palas em um ponto em sua órbita mais próximo da Terra.

A equipe obteve 11 séries de imagens em dois períodos de observação, capturando Palas de ângulos diferentes enquanto girava. Após compilarem as imagens, os pesquisadores geraram uma reconstrução 3D da forma do asteroide, juntamente com um mapa de crateras e de partes de sua região equatorial.

História de colisões

Ao todo, eles identificaram 36 crateras com diâmetro de mais de 30 quilômetros (cerca de um quinto do diâmetro da cratera Chicxulub, no Yucatán, cujo impacto original provavelmente matou os dinossauros 65 milhões de anos atrás). As crateras de Palas parecem cobrir pelo menos 10% da superfície do asteroide, o que é “sugestivo de uma violenta história de colisões”, como afirmam os pesquisadores em seu artigo.

Para ver quão violenta essa história provavelmente foi, a equipe realizou uma série de simulações de Palas e suas interações com o restante do cinturão de asteroides nos últimos 4 bilhões de anos – cerca da idade do Sistema Solar. Eles fizeram o mesmo com Ceres e Vesta, levando em consideração o tamanho, a massa e as propriedades orbitais de cada asteroide, bem como as distribuições de velocidade e tamanho de objetos dentro do cinturão de asteroides. Eles registravam cada vez que uma colisão simulada produzia uma cratera, em Palas, Ceres ou Vesta, com pelo menos 40 quilômetros de largura (o tamanho da maioria das crateras que eles observavam em Palas).

Eles descobriram que uma cratera de 40 quilômetros em Palas poderia ser feita por uma colisão com um objeto muito menor em comparação com a mesma cratera em Ceres ou Vesta. Como os asteroides pequenos são muito mais numerosos no cinturão de asteroides do que os maiores, isso implica que Palas tem uma maior probabilidade de sofrer eventos de crateras de alta velocidade do que os outros dois asteroides.

“Palas 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 asteroides”, diz Marsset.

Família fragmentada

Os pesquisadores fizeram duas descobertas adicionais a partir de suas imagens: um ponto curiosamente brilhante no hemisfério sul de Palas e uma bacia de impacto extremamente grande ao longo do equador do asteroide.

Em relação à última descoberta, a equipe procurou explicações para o que pode ter causado um impacto tão grande, estimado em cerca de 400 quilômetros de largura.

Os cientistas simularam vários impactos ao longo do equador e também rastrearam os fragmentos que provavelmente foram esculpidos na superfície de Palas e lançados ao espaço como resultado de cada impacto.

A partir de suas simulações, a equipe concluiu que a grande bacia de impacto foi provavelmente o resultado de uma colisão há cerca de 1,7 bilhão de anos por um objeto com 20 a 40 quilômetros de largura, que posteriormente expulsou fragmentos do asteroide para o espaço, em um padrão que, por acaso, combina com uma família de fragmentos observados atrás de Palas recentemente.

“A escavação do equador poderia muito bem se relacionar com a atual família de fragmentos Pallas”, diz Miroslav Brož, do Instituto Astronômico da Universidade Charles, em Praga, e coautor do estudo.

Depósito de sal

Quanto ao ponto brilhante descoberto no hemisfério sul de Palas, os pesquisadores ainda não estão claros sobre o que pode ser. Sua teoria principal é que a região poderia ser um depósito de sal muito grande.

A partir da reconstrução tridimensional do asteroide, os pesquisadores estimaram o volume de Palas e, combinando-o com sua massa conhecida, calculam que sua densidade é diferente da de Ceres ou Vesta e que provavelmente o objeto foi formado em sua origem a partir de uma mistura de gelo de água e silicatos. Com o tempo, à medida que o gelo no interior do asteroide derreteu, provavelmente hidratou os silicatos, formando depósitos de sal que poderiam ter sido expostos após um impacto.

Uma evidência que apoia essa hipótese pode vir de mais perto da Terra. Todo mês de dezembro, os observadores de estrelas podem ver uma exibição deslumbrante conhecida como Gemínidas – uma chuva de meteoros que são fragmentos do asteroide Faetonte, o qual em si é considerado um fragmento escapado de Palas que finalmente chegou à órbita da Terra. Os astrônomos observam há muito tempo uma variedade de conteúdo de sódio nas chuvas Gemínidas, que Marsset e seus colegas agora acreditam que podem ter se originado de depósitos de sal em Palas.

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