Asteroide atingido por nave da Nasa foi remodelado após impacto, diz estudo

Quando a sonda Double Asteroid Redirection Test (DART) da Nasa colidiu intencionalmente com o asteroide Dimorphos em setembro de 2022, o impacto pode ter causado uma “deformação global” na rocha espacial, de acordo com uma nova pesquisa.

O objetivo da missão DART era realizar um teste em escala real da tecnologia de desvio de asteroides em nome da defesa planetária e ver se um impacto cinético – como o choque de uma espaçonave em um asteroide a 21.962 quilômetros por hora (6,1 quilômetros por segundo) – seria suficiente para mudar o movimento de um objeto celeste no espaço.

Dimorphos é um asteroide satélite que orbita um asteroide pai maior conhecido como Didymos. Nenhum representa uma ameaça para a Terra, mas o sistema de duplo asteroide era um alvo perfeito para testar a tecnologia de desvio porque o tamanho é comparável ao de asteroides que poderiam representar uma ameaça para a Terra.

Desde o dia do impacto, astrônomos têm usado dados de telescópios terrestres para determinar que a sonda DART de fato mudou o período orbital de Dimorphos – ou quanto tempo leva para fazer uma única revolução ao redor de Didymos – em cerca de 32 a 33 minutos. Mas outra peça crucial de informação necessária para entender como desviar asteroides que possam estar em rota de colisão potencial com a Terra no futuro é a composição das rochas espaciais.

Diferentes tipos de asteroides que representam uma ameaça – sejam asteroides duros e rochosos ou pilhas de detritos, que são efetivamente pilhas soltas de rochas mantidas juntas pela gravidade – exigiriam técnicas de desvio diferentes.

A missão DART terminou com o impacto, mas antes de colidir com Dimorphos, a espaçonave transmitiu uma visão incrivelmente detalhada da superfície coberta de pedregulhos do pequeno asteroide que está ajudando os pesquisadores a aprender mais sobre como a rocha espacial se formou.

Os astrônomos também conseguiram realizar observações de acompanhamento com telescópios terrestres e espaciais, e com o satélite italiano LICIACube, que seguiu brevemente a missão DART e registrou as consequências por 5 minutos e 20 segundos.

As observações revelaram que o impacto desencadeou uma grande pluma de detritos de material no espaço.

Agora, os pesquisadores levaram a investigação um passo adiante, inserindo todos esses dados em um software para ajudar a responder a perguntas-chave restantes, como determinar como o asteroide reagiu à colisão e que tipo de cratera foi deixada para trás.

Em vez de formar uma cratera simples em Dimorphos, o impacto da DART remodelou todo o asteroide, sugerem os resultados. Um estudo descrevendo as descobertas foi publicado na segunda-feira (26) na revista Nature Astronomy.

As descobertas podem preparar os astrônomos para o que encontrarão quando futuras missões passarem por Dimorphos para entender melhor os efeitos da tecnologia de desvio de asteroides.

Recriando o impacto da DART

Uma equipe de pesquisadores modelou o impacto usando o código de física de choque de hidrodinâmica de partículas lisas de Bern para obter seus resultados.

É “uma ferramenta computacional projetada para simular eventos de impacto. Os códigos de física de choque em geral são essenciais no estudo de colisões e processos de impacto. Eles incorporam vários modelos, incluindo modelos de material e modelos de porosidade, para representar com precisão as condições físicas durante eventos de impacto de alta velocidade, como altas pressões e temperaturas”, disse a autora principal do estudo, Dra. Sabina Raducan, pesquisadora pós-doutoral no departamento de pesquisa espacial e ciências planetárias no Instituto de Física da Universidade de Berna, na Suíça.

O software foi validado replicando outros impactos, incluindo quando a espaçonave Hayabusa2 do Japão atingiu um pequeno impactador de cobre no asteroide Ryugu em 2019.

A equipe executou 250 simulações para recriar as primeiras duas horas após o impacto da DART com base nos dados que tinham, variando os fatores que não conheciam, “como a proximidade do empacotamento de pedregulhos, sua densidade, a porosidade do material e sua coesão geral. Também fizemos algumas suposições razoáveis ​​com base nas propriedades físicas de meteoritos semelhantes a Dimorphos”, disse Raducan.

Após executar suas simulações, a equipe se concentrou na que mais se aproximava dos dados originais da DART.

Os resultados indicaram que Dimorphos é uma pilha de detritos feita de material rochoso liberado do asteroide Didymos, mantido junto pela gravidade fraca.

“Na Terra, a força da gravidade é tal que a crateração ocorre brevemente, produzindo um ângulo típico de cone de crateração de cerca de 90 graus”, disse o coautor do estudo, Dr. Martin Jutzi, do Instituto de Física da Universidade de Berna, que também é co-presidente do Grupo de Trabalho de Física de Impacto Hera, em comunicado. “O que vimos com o impacto da DART em Dimorphos foi um ângulo de cone de ejecta muito mais amplo se estendendo até 160 graus, influenciado principalmente pela forma curva da superfície do asteroide. E a cratera continuou a se expandir, porque tanto a gravidade quanto a coesão do material são tão baixas.”

Como resultado, a cratera basicamente cresceu para englobar todo Dimorphos, transformando completamente a forma do asteroide.

A missão Hera

Raducan e Jutzi fazem parte da equipe de investigação que participa da missão Hera da Agência Espacial Europeia, que lançará uma espaçonave em outubro em uma jornada para observar as consequências do impacto da DART, chegando perto do final de 2026. Junto com um par de CubeSats, a missão estudará a composição e massa de Dimorphos e como foi transformado pelo impacto e determinará quanto momentum foi transferido da espaçonave para o asteroide.

“Nossas simulações sugerem que Dimorphos teve sua forma inicial de disco voador atenuada em seu lado de impacto: se você pensar em Dimorphos como começando a se parecer com um M&M de chocolate, agora pareceria que alguém deu uma mordida nele!” disse Raducan.

O guitarrista da banda Queen e astrofísico Sir Brian May, junto com sua colaboradora, engenheira química e pesquisadora de materiais Claudia Manzoni, também compartilharam imagens estereoscópicas para ajudar a equipe a determinar mais sobre o evento de remodelação.

A equipe acredita que 1% de toda a massa de Dimorphos foi expulsa para o espaço devido ao impacto, enquanto 8% da massa do asteroide foi deslocada.

“Hera provavelmente não conseguirá encontrar nenhuma cratera deixada pela DART”, disse Raducan. “O que descobrirá em vez disso será um corpo muito diferente.”