Por que nem tudo no espao tem formato redondo?

Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 08/09/2021

Asteroides em formato de diamante

Conforme os corpos celestes crescem, eles rapidamente assumem o formato tendendo ao esfrico que vemos nos planetas e estrelas, e temos algumas boas teorias para justificar isso.

Para os asteroides bem pequenos, no difcil aceitar que eles tm seus formatos irregulares ou porque no cresceram o suficiente, ou porque so pedaos de corpos maiores que colidiram. Mas tambm h asteroides grandes, e s recentemente comeamos a enviar sondas espaciais at eles para descobrir seus formatos reais, j que eles esto longe demais e brilham muito pouco para conseguirmos imagens com telescpios com resoluo suficiente para delinear seu formato.

Assim, quando a sonda Hayabusa visitou o asteroide Ryugu para coletar amostras, e quando a sonda OSIRIS-REx fotografou o asteroide Bennu no passado, os astrnomos ficaram coando a cabea: Por que esses dois corpos celestes tm formato de diamante?

As dimenses dos dois esto numa faixa limite da teoria que explica o arredondamento dos planetoides, planetas e estrelas, mas como podemos explicar que um corpo celeste no seja nem irregular e nem arredondado, mas especificamente diamondoide?

Um trio de pesquisadores da Universidade de Okinawa, no Japo, acaba de encontrar a resposta.

Ningum entendia at agora como um material granular poderia se aglomerar no formato diamondoide.
[Imagem: Tapan Sabuwala et al. – 10.1007/s10035-021-01152-z]

Material granular

Tapan Sabuwala e seus colegas criaram uma simulao de computador para verificar como um corpo celeste se desenvolve at atingir o tamanho do Ryugu e do Bennu para tentar entender seus formatos.

“Modelos anteriores atriburam essas formas de diamante s foras causadas pela rotao, o que resultou no material sendo conduzido dos plos para o equador. Mas, quando os asteroides foram simulados usando esses modelos, a forma acabou achatada ou assimtrica, em vez de diamante, ento sabamos que algo no estava certo [com os modelos],” explicou Sabuwala.

Partindo dos primeiros princpios, eles usaram ento um modelo fsico granular simples, projetado para explicar o fluxo e a aglomerao de materiais como areia e acar.

“Descobrimos que esses modelos [anteriores] careciam de um ingrediente chave, a deposio de material. E um modelo fsico granular simples, normalmente usado para a deposio de gros como areia ou acar, consegue prever a forma observada,” contou o pesquisador.

Imagine despejar areia ou acar em um funil: Uma variedade de foras diferentes agindo em nosso ambiente garantir que o material granular forme uma pilha cnica – possvel calcular com preciso a forma da pilha com base nas diferentes foras que atuam sobre os gros. Acontece que, quando falamos de um asteroide, a gravidade opera de forma muito diferente do que na superfcie de uma mesa aqui na Terra.

Quando os pesquisadores levaram a gravidade em conta, descrevendo sua intensidade, variao e comportamento, o simulador parou de gerar cones e mostrou formas de diamante com muita preciso. Alm disso, a fora centrfuga, causada pela rotao, diminui perto dos plos dos asteroides, ajudando mais material se acumular ali, reforando o aspecto mais elevado do equador.

Os dois asteroides em formato de diamante visitados recentemente por duas sondas espaciais. O quadro em Bennu mostra a seo simulada na imagem anterior.
[Imagem: Tapan Sabuwala et al. – 10.1007/s10035-021-01152-z]

Diamante desde o princpio

Os resultados deste trabalho destronam a explicao dada pelos cientistas at agora: Sem saber como uma pilha de material poderia crescer para atingir o formato de diamante, eles defendiam que o asteroide era maior e esfrico, e ento se desgastou de alguma forma.

O que a nova simulao mostra que o acmulo de detritos faz com que a forma de diamante se delineie muito cedo na formao do asteroide, com qualquer remodelagem subsequente por impacto ou desgaste sendo mnima. Alm disso, a noo de que as formas de diamante foram moldadas durante os estgios iniciais da formao do asteroide, embora em desacordo com os modelos anteriores, consistente com as observaes.

“Usamos conceitos simples de como os gros fluem para explicar como esses asteroides assumiram suas formas curiosas,” disse o professor Pinaki Chakraborty. “Que ideias simples possam iluminar problemas complexos , para ns, talvez o aspecto mais encantador deste trabalho.”

Outras notcias sobre: