Top thingy left
 
O ACHATAMENTO DE UM "BONECO DE NEVE"
9 de outubro de 2020

 


A forma achatada de Arrokoth só pode ser vista a partir de uma determinada perspetiva. As primeiras imagens enviadas pela New Horizons da NASA dava uma impressão de um objeto em forma de "boneco de neve" normal. A superfície de Arrokoth é surpreendentemente lisa e contém apenas poucas crateras.
Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins/SwRI

 

Os muitos milhões de corpos que povoam a Cintura de Kuiper, para lá da órbita de Neptuno, ainda não revelaram muitos dos seus segredos. Na década de 1980, as sondas espaciais Pioneer 1 e 2, bem como as Voyager 1 e 2, atravessaram esta região, mas sem câmaras a bordo. A sonda New Horizons da NASA enviou as primeiras imagens da orla mais externa do Sistema Solar para a Terra: no verão de 2015, de Plutão e, três anos e meio depois, do objeto trans-Neptuniano Arrokoth, com aproximadamente 30 km de comprimento. Na altura ainda sem nome oficial, o corpo foi apelidado de Ultima Thule, em referência à terra mais a norte do nosso planeta. Afinal de contas, este objeto trans-Neptuniano é o corpo mais distante do Sol alguma vez visitado e fotografado por uma aeronave espacial.

A estranha forma de Arrokoth, em especial, provocou sensação nos dias que se seguiram ao "flyby". O corpo é um binário de contacto, que se pensa ser o resultado da fusão a baixa velocidade de dois corpos separados que se formaram perto um do outro. É composto por dois lóbulos ligados, dos quais o menor é ligeiramente achatado, o maior mais acentuadamente, criando a impressão de um "boneco de neve achatado". Na sua publicação atual, os investigadores da China, da Alemanha e dos EUA investigam como esta forma surgiu. Uma forma de lóbulo duplo também é conhecida em alguns cometas. No entanto, não há outro corpo conhecido que seja tão achatado quanto Arrokoth. Será que Arrokoth já era assim quando foi formado? Ou será que a sua forma se desenvolveu gradualmente?

"Gostamos de pensar na Cintura de Kuiper como uma região onde o tempo parou mais ou menos desde o nascimento do Sistema Solar," explica Ladislav Rezac do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar, um dos dois primeiros autores da publicação atual. A mais de quatro mil milhões de quilómetros do Sol, os corpos da Cintura de Kuiper permaneceram gelados e inalterados, assim é a convicção comum. As imagens de Arrokoth pela New Horizons desafiam esta ideia devido à sua superfície aparentemente lisa, sem sinais de colisões frequentes e devido à sua forma peculiar e achatada. Os cientistas assumem que o Sistema Solar foi formado há 4,6 mil milhões de anos a partir de um disco de poeira: as partículas desta nebulosa solar agruparam-se em aglomerados cada vez maiores; estes aglomerados colidiram e fundiram-se em corpos ainda maiores. "Ainda não há explicação de como um corpo achatado como Arrokoth poderia emergir deste processo," diz Rezac.

Outra possibilidade seria a de que Arrokoth tinha originalmente uma forma mais comum. Pode ter começado como uma fusão entre um corpo esférico e um corpo oblato no momento da sua formação e só gradualmente se tornou achatado. Estudos anteriores sugerem que durante a formação do Sistema Solar, a região onde Arrokoth está localizado pode ter sido um ambiente distinto no plano médio, frio e "à sombra da poeira" da nebulosa solar exterior. As baixas temperaturas permitiram que materiais voláteis, como o monóxido de carbono e o metano, congelassem em grãos de poeira e formassem planetesimais. Quando a poeira nebular se dissipou após a formação de Arrokoth, a iluminação solar teria aumentado a sua temperatura e, portanto, eliminado rapidamente os voláteis condensados. A estranha forma de Arrokoth seria então um resultado natural devido a uma combinação favorável da sua grande obliquidade, pequena excentricidade e variação no ritmo de perda de massa com o fluxo solar, resultando na erosão quase simétrica entre os hemisférios norte e sul.

"Para que um corpo mude de forma tão extrema quanto Arrokoth, o seu eixo de rotação precisa de ser orientado de maneira especial", explica Rezac. Ao contrário do eixo de rotação da Terra, o de Arrokoth é quase paralelo ao plano orbital. Durante a sua órbita de 298 anos em torno do Sol, uma região polar de Arrokoth fica voltada continuamente para o Sol por quase metade do tempo enquanto a outra fica voltada para o lado oposto. As regiões no equador e a latitudes mais baixas são dominadas por variações diurnas durante todo o seu ano. "Isto faz com que os polos aqueçam mais, de modo que os gases escapam daí de forma mais eficiente, resultando numa forte perda de massa," diz Yuhui Zhao do Observatório da Montanha Púrpura da Academia Chinesa de Ciências. O processo de achatamento provavelmente ocorreu no início da história da evolução do corpo e prosseguiu rapidamente numa escala de tempo de aproximadamente um a 100 milhões de anos durante a presença de gelos supervoláteis nas camadas próximas à subsuperfície. Além disso, os cientistas demonstraram de forma autoconsistente que os torques induzidos desempenhariam um papel desprezível na mudança do estado de rotação do planetesimal durante a fase de perda de massa.

"O número destes corpos em forma de 'boneco de neve achatado' na Cintura de Kuiper depende principalmente da probabilidade de um corpo ter uma inclinação no eixo de rotação semelhante à de Arrokoth e da quantidade de gelos supervoláteis presentes perto da sua subsuperfície", diz Rezac. Existem razões para pensar que mesmo objetos como Arrokoth tiveram quantidades consideráveis de supervoláteis que escaparam durante a sua evolução inicial. Por exemplo, Plutão, devido ao seu tamanho e maior gravidade, ainda hoje retém os gases monóxido de carbono, azoto e metano. No caso dos corpos mais pequenos, estes voláteis teriam escapado há muito tempo para o espaço.

 


comments powered by Disqus

 


Imagens de uma simulação numérica da evolução da forma de um análogo a Arrokoth devido à perda de massa por sublimação. A forma de baixo é um modelo de terreno derivado de observações da New Horizons. As cores representam temperaturas médias ao longo de uma única órbita. O vermelho assinala regiões mais quentes e o azul regiões mais frias.
Crédito: PMO/MPS


// Instituto Max Planck (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

Saiba mais

Arrokoth (2014 MU69; Ultima Thule):
Wikipedia 
NASA

New Horizons:
Página oficial
Imagens "raw", pelo LORRI do encontro com Arrokoth
NASA
Twitter
Wikipedia

 
Top Thingy Right