O QUE COLIDE COM CERES, FICA EM CERES
16 de outubro de 2015
Experiências usando um canhão de alta velocidade sugerem que quando os asteroides atingem alvos que são ou gelados ou feitos silicatos porosos, grande parte do material fica na cratera. Os achados têm implicações para a composição do planeta anão Ceres.
Crédito: Centro de Pesquisa Ames da NASA
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Um novo conjunto de experiências de impacto a alta velocidade sugerem que o planeta anão Ceres pode ser uma espécie de alvo cósmico de dardos: os projéteis que batem nele, tendem a lá ficar.
As experiências, realizadas usando o AVGR (Ames Vertical Gun Range) no Centro de Pesquisa Ames da NASA, sugerem que quando os asteroides e outros projéteis colidem com Ceres, grande parte do material de impacto permanece à superfície em vez de ressaltar para o espaço. Os resultados indicam que a superfície de Ceres pode consistir em grande parte por uma mistura de materiais de meteoritos recolhidos ao longo de milhares de milhões de anos de bombardeamento.
A investigação, por Terik Daly e Peter Schultz da Universidade Brown, EUA, foi publicada na revista Geophysical Research Letters.
Ceres é o maior objeto na cintura de asteroides e o planeta anão mais próximo da Terra. Até à recente chegada da sonda Dawn, tudo o que se sabia sobre Ceres vinha de observações telescópicas. As observações mostraram que Ceres tem uma densidade misteriosamente baixa, sugerindo que ou é feito de um material muito poroso de silicato, ou talvez tenha uma grande camada de água gelada. As observações da sua superfície foram marcantes - em grande parte por não o serem.
"Não é nada de especial nas observações telescópicas," afirma Daly, estudante de doutoramento em Brown e o autor principal do estudo. "É como se alguém pegasse numa única cor de tinta e o pintasse todo. Quando pensamos sobre o que poderia ter provocado esta superfície homogénea, os nossos pensamentos voltam-se para os processos de impacto."
E para compreender os processos de impacto, os cientistas dirigiram-se ao AVGR, um canhão com 4,26 metros que pode lançar projéteis até 25.750 km/h. Para este trabalho, Daly e Schultz quiseram simular impactos em superfícies de baixa densidade que imitam as duas possibilidades para a composição da superfície de Ceres: silicato poroso ou superfície gelada.
"A ideia era olhar estes dois casos, porque nós realmente não sabemos ainda exatamente como Ceres é," comenta Daly.
Para o caso de silicatos porosos, os investigadores lançaram projéteis em direção a pedra-pomes em pó. Para o caso do gelo, usaram dois alvos: neve, e neve coberta por uma fina camada de silicatos macios, simulando a possibilidade do gelo de Ceres estar por baixo de uma camada de silicato. Então, atingiram estes alvos com pedaços de basalto e alumínio do tamanho de seixos, simulando tanto meteoritos rochosos como metálicos.
O estudo mostrou que, em todos os casos, grandes proporções do material de impacto permaneceram na e em redor da cratera de impacto. Isto é especialmente verdade no caso do gelo, explica Daly.
"Nós mostramos que quando temos um impacto vertical na neve - um análogo para o gelo poroso que pensamos estar mesmo por baixo da superfície de Ceres - cerca de 77% da massa do projétil fica na cratera ou perto dela."
Os resultados foram um pouco surpreendentes, diz Schultz, que estudou processos de impacto durante muitos anos enquanto professor na Universidade Brown.
"Isto é realmente contrário às estimativas anteriores para corpos pequenos," afirma Schultz. "O pensamento era que seria expelido mais material do que aquele recolhido, mas nós mostrámos que realmente podemos entregar uma grande quantidade de material."
As velocidades de impacto usadas nas experiências são parecidas com as velocidades que se pensa serem comuns nas colisões da cintura de asteroides. Os resultados sugerem que a maioria dos impactos sobre corpos porosos, como Ceres, provocam uma acumulação de material de impacto sobre a superfície.
"Pensávamos que talvez se um impacto fosse invulgarmente lento, que seria entregue mais material," observa Schultz. "Mas o que estamos a dizer é que para um impacto típico, de velocidade média, na cintura de asteroides, estamos a entregar uma grande quantidade de material."
Ao longo de milhares de milhões de anos de tais impactos, Ceres pode ter acumulado bastante material não-nativo, explicam Daly e Schultz, e que grande parte é misturado para criar a superfície relativamente inofensiva vista com telescópios. Os investigadores estão confiantes que, à medida que a Dawn estuda a superfície numa resolução muito maior, seja capaz de avistar zonas individuais deste material "entregue". Isso ajudaria a confirmar a relevância destas experiências para corpos celestes, dizem.
Os resultados têm implicações para as missões que visam trazer amostras de asteroides para a Terra. A menos que os locais de pouso sejam escolhidos cuidadosamente, essas missões poderiam acabar com amostras que não são representativas do material original do objeto. Para o conseguir, pode ser necessário encontrar uma área onde houve um impacto relativamente recente.
"Não podemos fazer isto como a velha garra de uma máquina de guindaste que vemos nas salas de jogo e apanhar o que quer que esteja lá. Pode ser preciso encontrar uma cratera de impacto recente onde, talvez, o material original foi remexido."
