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Colisão de asteroides gera a formação em cascata de subfamílias, indica estudo

Publicado em 23 dezembro 2019

Por Elton Alisson | Agência FAPESP

Ao colidirem, há bilhões de anos, alguns asteroides formaram famílias compostas por fragmentos com até centenas de quilômetros, que compartilham órbitas semelhantes.

Outros asteroides, ao entrarem em um estado de rotação muito rápida, denominada rotação crítica, desprenderam fragmentos de rocha pouco massivos, com até alguns quilômetros de diâmetro, dando origem aos chamados grupos de fissão rotacional.

Até então, os grupos de fissão conhecidos não estavam relacionados com as famílias de colisão. Um estudo feito por pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Guaratinguetá, por meio de um projeto apoiado pela FAPESP, indicou, porém, que alguns deles podem ter sido originados justamente de famílias de asteroides colisionais.

Os resultados do estudo, que teve participação de pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) e da Université de la Côte d’Azur, da França, foram publicados na revista Nature Astronomy.

“Essas descobertas mudam a maneira como se entendia a formação de famílias de asteroides”, disse Valério Carruba, professor da Unesp de Guaratinguetá e coordenador do projeto, à Agência FAPESP.

“Até então se achava que uma família de asteroides era formada a partir de uma colisão e que os fragmentos poderiam evoluir por mecanismos gravitacionais ou não gravitacionais, permanecendo com, mais ou menos, o mesmo tamanho. Agora, observamos que a colisão não é um evento pontual e que pode gerar a formação em cascata de outros grupos”, disse Carruba.

A fim de tentar identificar possíveis grupos de fissão no interior de famílias de asteroides geradas por colisões foram selecionadas quatro famílias de asteroides jovens, formadas há menos de 4 milhões de anos: Jones, Kazuya, 2011 GB11 e Lorre.

Para identificá-las foram usados métodos de reconhecimento de famílias de asteroides baseados em simulações dinâmicas de reversão de tempo, algoritmos de agrupamento de aprendizado de máquina e dados astrométricos – de posição de órbita –, obtidos a partir de observações de objetos do Sistema Solar pela missão espacial Gaia, da Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês).

Análises da estrutura interna dessas quatro famílias de asteroides colisionais extremamente jovens permitiram identificar vários subgrupos em seu interior.

Ao estudá-las, os pesquisadores estimaram que 6,3% da população da família 2001 GB11, 6,7% da Jones e 13,6% da família Lorre são membros de uma subfamília secundária ou terciária, como são definidos, respectivamente, subconjuntos de asteroides formados durante a primeira colisão de um asteroide e de fragmentos dessas rochas gerados em colisões subsequentes.

Ao comparar as porcentagens de membros de famílias secundárias e terciárias com as de outras famílias de asteroides com idade maior que 100 milhões de anos, constatou-se que nessas famílias a fração de subgrupos de fissão detectáveis é menor que 5%. “Provavelmente isso tem relação com o mecanismo de formação das famílias de asteroides primárias”, disse Carruba.

Momentaneamente visíveis

Ao serem formadas, as famílias de asteroides também geram uma série de fragmentos em estado de rotação acelerada por causa da colisão ou por efeitos não gravitacionais, como o de emissão da luz do Sol, conhecida como efeito Yorp, observados em famílias mais antigas. Segundo Carruba, esses fragmentos se despedaçaram e formaram uma série de grupos de fissão que só são visíveis por um determinado período.

“Depois de 5 a 10 milhões de anos, no máximo, esses grupos de fissão começam a se separar e não podem mais ser detectados pelos métodos que costumamos utilizar. Por isso, há uma série de grupos de fissão que se formaram no passado e que não são mais detectáveis”, disse o pesquisador.

Carruba explica que ainda não há estimativas do período de rotação de muitos asteroides integrantes de famílias de colisão. “Esse dado permitiria averiguar quais deles também poderiam ser membros de grupos de fissão”, disse.

O artigo The population of rotational fission clusters inside asteroid collisional families (DOI: 0.1038/s41550-019-0887-8), de V. Carruba, F. Spoto, W. Barletta, S. Aljbaae, Á. L. Fazenda e B. Martins, pode ser lido por assinantes da Nature Astronomy em www.nature.com/articles/s41550-019-0887-8.

Elton Alisson | Agência FAPESP

 

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