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INVESTIGADORES ENCONTRAM ÁGUA EM AMOSTRAS DO ASTEROIDE ITOKAWA
3 de maio de 2019

 


Imagem do asteroide Itokawa, obtida em 2005 pela sonda Hayabusa a 8 km de distância.
Crédito: JAXA

 

Dois cosmoquímicos da Universidade Estatal do Arizona fizeram as primeiras medições de água presente em amostras obtidas da superfície de um asteroide. As amostras vieram do asteroide Itokawa e foram recolhidas pela sonda espacial japonesa Hayabusa.

As descobertas da equipa sugerem que os impactos iniciais na história da Terra, por asteroides semelhantes, podem ter fornecido até metade da água dos oceanos do planeta.

"Descobrimos que as amostras que examinámos foram enriquecidas com água em comparação com a média dos objetos do Sistema Solar interior," disse Ziliang Jin. Pós-doutorado na Escola de Exploração da Terra e do Espaço da mesma universidade, Jin é o autor principal de um artigo publicado na edição de 1 de maio da revista Science Advances. Maitrayee Bose é coautora do artigo, professora assistente na mesma escola.

"Foi um privilégio que a JAXA, a agência espacial japonesa, estivesse disposta a partilhar cinco partículas do Itokawa com um investigador norte-americano," disse Bose.

A ideia da equipa de procurar água nas amostras do Itokawa foi uma surpresa para o projeto Hayabusa.

"Até que o propusemos, ninguém tinha pensado em procurar água," comentou Bose. "Fico feliz por informar que o nosso pressentimento valeu a pena."

Em duas das cinco partículas, a equipa identificou o mineral piroxénio. Em amostras terrestres, as piroxenas possuem água na sua estrutura cristalina. Bose e Jin suspeitavam que as partículas de Itokawa também pudessem ter traços de água, mas queriam saber exatamente quanto. Itokawa teve uma história difícil envolvendo aquecimento, múltiplos impactos, choques e fragmentação. Estes eventos teriam aumentado a temperatura dos minerais e expulsado a água.

Para estudar as amostras, cada uma com cerca de metade da espessura de um fio de cabelo humano, a equipa usou o espectrómetro NanoSIMS (Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometer) da Universidade Estatal do Arizona, que pode medir grãos minúsculos com grande sensibilidade.

As medições do NanoSIMS revelaram que as amostras eram inesperadamente ricas em água. Também sugerem que até asteroides nominalmente secos, como o Itokawa, podem de facto albergar mais água do que os cientistas supunham.

Mundo fragmentado

Itokawa é um asteroide em forma de amendoim com cerca de 550 metros de comprimento e 210 a 300 de largura. Orbita a nossa estrela a cada 18 meses a uma distância média 1,3 vezes a distância entre a Terra o Sol. Parte do percurso do Itokawa leva-o para dentro da órbita da Terra e, na sua parte mais distante, alcança um pouco além da de Marte.

Com base no espectro do Itokawa, obtido a partir de telescópios terrestres, os cientistas planetários colocam-no na classe S. Isto liga-os aos meteoritos rochosos, que se pensa serem fragmentos de asteroides do tipo S quebrados em colisões.

"Os asteroides do tipo S são dos objetos mais comuns na cintura de asteroide," disse Bose. "Formaram-se originalmente a uma distância do Sol de aproximadamente um-terço a três vezes a distância da Terra." Ela acrescentou que, embora sejam pequenos, estes asteroides mantiveram a água e outros materiais voláteis com que se formaram.

Na estrutura, Itokawa assemelha-se a um par aglomerado de destroços. Tem dois lóbulos principais, cada um repleto de pedregulhos, mas com densidades gerais diferentes, enquanto entre os lóbulos está uma secção mais estreita.

Jin e Bose realçam que o Itokawa de hoje é o remanescente de um corpo maior com pelo menos 19 km de diâmetro que, em algum momento, foi aquecido a 530-815 graus Celsius. O corpo principal sofreu vários choques grandes de impactos, com um último evento que finalmente o fragmenta. No rescaldo, dois dos fragmentos fundiram-se e formaram o Itokawa de hoje, que atingiu o seu tamanho e forma atuais há cerca de 8 milhões de anos.

"As partículas que analisámos vieram de uma parte do Itokawa chamada Mar Muses," disse Bose. "É uma área do asteroide que é lisa e está coberta de poeira."

Jin acrescentou: "embora as amostras tenham sido recolhidas à superfície, não sabemos onde esses grãos estavam no corpo original. O nosso melhor palpite é que estavam enterrados a mais de 100 metros de profundidade."

Ele acrescenta que, apesar da catastrófica fragmentação do corpo maior, e apesar da exposição dos grãos da amostra à radiação e aos impactos por micrometeoritos à superfície, os minerais ainda mostram evidências de água que não foi perdida para o espaço.

Além disso, "os minerais têm composições isotópicas de hidrogénio que são indistinguíveis da Terra," disse Jin.

"Isto significa que os asteroides do tipo S e os corpos parentes dos condritos comuns são provavelmente uma fonte crucial de água e de vários outros elementos para os planetas terrestres," explicou Bose.

Ela acrescentou: "e só podemos dizer isto graças às medições isotópicas 'in-situ' das amostras trazidas do rególito de asteroides - a sua poeira superficial e rochas.

"Isto torna estes asteroides alvos de alta prioridade para exploração."

Procurando amostras

Bose explicou que está a construir um laboratório limpo na Universidade Estatal do Arizona que, juntamente com o NanoSIMS, será a primeira instalação do tipo, numa universidade pública, capaz de analisar grãos de poeira oriundos de outros corpos do Sistema Solar.

Outra missão japonesa, Hayabusa2, está atualmente no asteroide Ryugu, onde vai recolher amostras e transportá-las para a Terra em dezembro de 2020.

Para os cientistas planetários e cosmoquímicos que estão a construir uma imagem de como o Sistema Solar se formou, os asteroides são um grande recurso. Como restos dos materiais de construção do sistema planetário, variam muito entre si enquanto preservam materiais do início da história do Sistema Solar.

"Missões de retorno de amostras são obrigatórias se quisermos fazer um estudo aprofundado de objetos planetários," disse Bose.

"A missão Hayabusa ao Itokawa expandiu o nosso conhecimento dos conteúdos voláteis dos corpos que ajudaram a formar a Terra," acrescentou. "Não seria surpreendente encontrar mecanismos similares de produção de água para exoplanetas rochosos em torno de outras estrelas."

 


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As duas partículas estudadas por Jin e Bose são minúsculas: para comparação, um cabelo humano tem 100 a 500 micrómetros em diâmetro. O instrumento NanoSIMS tornou possível extrair informação sobre o conteúdo de água das partículas.
Crédito: Z. Jin e M. Bose/ASU/JAXA


Ziliang Jin (esquerda) e Maitrayee Bose preparam as amostras do Itokawa para análise na Universidade Estatal do Arizona. Bose está a construir um laboratório limpo na Universidade Estatal do Arizona que, juntamente com o NanoSIMS, será a primeira instalação do tipo, numa universidade pública, capaz de analisar grãos de poeira oriundos de outros corpos do Sistema Solar.
Crédito: Z. Jin e M.Bose/ASU


// Universidade Estatal do Arizona (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science Advances)
// Artigo científico (PDF)

Saiba mais

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ScienceDaily
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ScienceNews
New Scientist
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Futurism
CNN

Asteroide Itokawa:
Wikipedia

Asteroides:
CCVAlg - Astronomia
SEDS
NASA
Wikipedia
Asteroides do tipo-S (Wikipedia)

Sonda Hayabusa:
Universidade de Tohoku 
Wikipedia

 
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