O impacto da DART mudou a órbita e a forma do asteroide Dimorphos

Quando a missão DART (Double Asteroid Redirection Test) da NASA embateu deliberadamente contra um asteroide de 170 metros de largura, no dia 26 de setembro de 2022, deixou lá a sua marca em mais do que uma maneira.

O asteroide Dimorphos, fotografado pela missão DART da NASA apenas dois segundos antes da nave espacial embater na sua superfície, no dia 26 de setembro de 2022. As observações do asteroide, antes e depois do impacto, sugerem que se trata de um objeto "pilha de entulho". Crédito: NASA/JHUAPL 

 A demonstração mostrou que um impacto cinético poderia desviar um asteroide perigoso, caso este alguma vez estivesse em rota de colisão com a Terra. Agora, um novo estudo publicado na revista The Planetary Science Journal mostra que o impacto alterou não apenas o movimento do asteroide, mas também a sua forma.

O alvo da DART, o asteroide Dimorphos, é uma lua de Didymos, um asteroide maior que orbita relativamente perto da Terra. Antes do impacto, Dimorphos era um "esferoide oblato" aproximadamente simétrico - como uma bola esmagada que é mais larga do que alta. Com uma órbita circular bem definida e a uma distância de cerca de 1189 metros de Didymos, Dimorphos demorava 11 horas e 55 minutos a completar uma volta em torno do seu "irmão mais crescido".

"Quando a DART realizou o impacto, as coisas ficaram muito interessantes", disse Shantanu Naidu, engenheiro de navegação no JPL da NASA, no sul do estado norte-americano da Califórnia, que liderou o estudo. "A órbita de Dimorphos deixou de ser circular: o seu período orbital" - o tempo que demora a completar uma única órbita - "é agora 33 minutos e 15 segundos mais curto. E toda a forma do asteroide mudou, de um objeto relativamente simétrico para um 'elipsoide triaxial' - algo mais parecido com uma melancia oblonga."

Relatório dos danos em Dimorphos

A equipa de Naidu utilizou três fontes de dados, nos seus modelos informáticos, para deduzir o que tinha acontecido ao asteroide após o impacto. A primeira fonte estava a bordo da DART: a nave espacial captou imagens à medida que se aproximava do asteroide e enviou-as para a Terra através da DSN (Deep Space Network) da NASA. Estas imagens forneceram medições da distância entre Didymos e Dimorphos, ao mesmo tempo que avaliaram as dimensões de ambos os asteroides imediatamente antes do impacto.

A segunda fonte de dados foi o GSSR (Goldstone Solar System Radar) da DSN, localizado perto de Barstow, Califórnia, que refletiu ondas de rádio de ambos os asteroides para medir com precisão a posição e a velocidade de Dimorphos em relação a Didymos após o impacto. As observações de radar rapidamente ajudaram a NASA a concluir que o efeito da DART no asteroide excedeu em muito as expetativas mínimas.

A terceira e mais significativa fonte de dados: telescópios terrestres em todo o mundo que mediram a "curva de luz" de ambos os asteroides, ou seja, a forma como a luz solar refletida das superfícies dos asteroides se alterou ao longo do tempo. Ao comparar as curvas de luz antes e depois do impacto, os investigadores puderam saber como a DART alterou o movimento de Dimorphos. 

À medida que Dimorphos orbita, passa periodicamente à frente e depois atrás de Didymos. Nestes chamados "eventos mútuos", um asteroide pode lançar uma sombra sobre o outro ou bloquear a nossa visão a partir da Terra. Em ambos os casos, os telescópios registam uma diminuição temporária de brilho - uma queda na curva de luz.

"Utilizámos os tempos desta série precisa de quedas na curva de luz para deduzir a forma da órbita e, como os nossos modelos eram muito sensíveis, pudemos também descobrir a forma do asteroide", disse Steve Chesley, investigador principal no JPL e coautor do estudo.

A equipe descobriu que a órbita de Dimorphos é agora ligeiramente alongada, ou excêntrica. "Antes do impacto", continuou Chesley, "os eventos ocorriam regularmente, mostrando uma órbita circular. Após o impacto, houve diferenças de tempo muito ligeiras, mostrando que algo estava errado. Nunca esperámos obter este tipo de precisão".

Os modelos são tão precisos que até mostram que Dimorphos balança para trás e para a frente enquanto orbita Didymos, disse Naidu.

Evolução Orbital

Os modelos da equipa também calcularam a evolução do período orbital de Dimorphos. Imediatamente após o impacto, a DART reduziu a distância média entre os dois asteroides, encurtando o período orbital de Dimorphos em 32 minutos e 42 segundos, para 11 horas, 22 minutos e 37 segundos.

Ao longo das semanas seguintes, o período orbital do asteroide continuou a diminuir à medida que Dimorphos perdia mais material rochoso para o espaço, fixando-se finalmente nas 11 horas, 22 minutos e 3 segundos por órbita - menos 33 minutos e 15 segundos do que antes do impacto. Este cálculo tem uma precisão de 1,5 segundos, disse Naidu. Dimorphos tem agora uma distância orbital média a Didymos de aproximadamente 1152 metros - cerca de 37 metros mais perto do que antes do impacto.

"Os resultados deste estudo concordam com outros que estão a ser publicados", disse Tom Statler, cientista principal para corpos pequenos do Sistema Solar na sede da NASA em Washington. "Ver grupos separados a analisar os dados e a chegar às mesmas conclusões de forma independente é uma marca de um resultado científico sólido. A DART não só está a mostrar-nos o caminho para uma tecnologia de desvio de asteroides, como também está a revelar novos conhecimentos fundamentais sobre o que são os asteroides e como se comportam."

Estes resultados e as observações dos detritos deixados após o impacto indicam que Dimorphos é um objeto tipo "pilha de entulho", semelhante ao asteroide Bennu. A missão Hera da ESA, cujo lançamento está previsto para outubro de 2024, deslocar-se-á até este par de asteroides para efetuar um estudo detalhado e para confirmar a maneira como a DART alterou Dimorphos.

Fonte: Astronomia OnLine