Dois tipos diferentes de asteroides podem ter a mesma história de origem

Um artigo científico recentemente publicado fornece evidências de que dois tipos de asteroides provavelmente se formaram nas mesmas regiões durante o início do nosso Sistema Solar.

Quatro instantâneos de uma animação que mostra como um asteroide apareceria durante diferentes fases, dependendo da sua localização em relação ao Sol, à semelhança das fases da Lua. Ver aqui a animação. Crédito: Caltech/IPAC/K. Miller 

O nosso Sistema Solar foi formado há cerca de 4,6 mil milhões de anos a partir de um enorme disco de gás e poeira que orbitava o nosso Sol. Os asteroides que vemos hoje são alguns dos artefactos mais completos desta formação que nos restam para observar, tal como parafusos, excedentes e outros detritos que sobram de uma obra. Os cientistas podem estudar estas cápsulas do tempo flutuantes e examinar a sua composição, forma e composição da superfície para inferir como o nosso Sistema Solar era quando nasceu.

Os asteroides estão organizados pelos investigadores em categorias baseadas em características semelhantes, e um artigo científico recente publicado na revista The Planetary Science Journal, liderado pelo cientista Joe Masiero do IPAC (Infrared Processing and Analysis Center), relata evidências de que dois tipos distintos de asteroides podem ter partilhado o mesmo cruel passado.

"Os asteroides oferecem-nos a oportunidade de observar o que se passava nos primórdios do Sistema Solar, como um instantâneo das condições que existiam quando os primeiros objetos sólidos se formaram", afirmou Masiero.

Utilizando dados do Observatório Palomar do Caltech, a investigação de Masiero centra-se em duas categorias de asteroides, uma rica em metais e outra composta por uma mistura de silicatos e outros materiais. Embora tenham composições completamente diferentes, as duas categorias partilham uma camada poeirenta única de um material feito de ferro e enxofre, chamado troilite.

"A troilite é muito pouco comum, por isso podemos usá-la como uma impressão digital que liga estes dois tipos diferentes de objetos entre si", disse Masiero.

"É só uma fase"

Os asteroides são separados em diferentes classes com base no espetro de luz refletido da sua superfície, denotado por letras como M, K, C, entre outras. Os espetros podem mostrar a presença de carbono, silicatos ou metais no rególito, a poeira à superfície do asteroide.

Neste estudo, Masiero analisou asteroides do tipo M e K. Os asteroides do tipo M são ricos em metais, enquanto os do tipo K são compostos por silicatos e outros materiais e pensa-se que estejam ligados a uma antiga colisão gigante entre asteroides. Cerca de 95 por cento da crosta e do manto da Terra são constituídos por silicatos.

Mas os mesmos materiais nos asteroides podem aparecer de modo diferente, dependendo da forma do asteroide, do tamanho do rególito (poeira, seixos, pedregulhos) e do ângulo de fase do asteroide em relação ao Sol. 

Os asteroides do nosso Sistema Solar estão em constante movimento: orbitam o Sol e giram sobre o seu próprio eixo, e por isso, tal como a Lua tem fases, os asteroides também têm. O ângulo de fase é o ângulo entre o Sol, o asteroide e a Terra.

"Embora os espetros indiquem que existem diferentes minerais na superfície destes objetos, estamos a tentar descobrir quão diferentes são estes corpos", disse Masiero. "Queremos recuar no tempo para saber quando se formaram e em que condições se formaram no início do Sistema Solar".

Os mesmos asteroides; novas técnicas

Masiero voltou-se para a polarização, particularmente no infravermelho próximo, como um método para estudar os asteroides. Ao medir a polarização da luz refletida nos asteroides de tipo M e K que estava a estudar, Masiero mostra que as duas classes espetrais de asteroides, anteriormente discretas, podem na realidade estar ligadas através da composição da sua superfície.

A polarização descreve a direção das ondas que constituem a luz, tal como o brilho é uma medida do número de fotões existentes ou a cor é uma medida do comprimento de onda. Diferentes minerais de superfície têm diferentes respostas de polarização quando refletem a luz, da mesma forma que podem ter cores diferentes.

As alterações no ângulo de fase de um asteroide podem afetar significativamente a polarização e esta resposta é o resultado da variedade de materiais na superfície. Masiero utilizou a forma como o grau de polarização muda com o ângulo de fase para investigar a composição das superfícies dos asteroides. Esta técnica pode sondar a composição mesmo quando os minerais não mostram qualquer cor ou resposta espetral.

"A polarização dá-nos uma visão dos minerais dos asteroides que não conseguimos obter através da forma como o asteroide reflete a luz solar ou do espetro da luz refletida", disse Masiero. "A polarização dá-nos um terceiro eixo para fazer perguntas sobre a mineralogia da superfície que é independente do brilho ou da informação espetral".

Masiero usou o instrumento WIRC+Pol no Observatório Palomar do Caltech, nas montanhas acima de San Diego, Califórnia, EUA.

"O Palomar é uma instalação fabulosa. É ótimo interagir com a equipa de observação; os operadores do telescópio e os astrónomos de apoio são realmente prestáveis para garantir a obtenção dos melhores dados possíveis", disse Masiero. "Para os dados de polarização no infravermelho de que necessitava, não há outro instrumento que consiga obter dados tão profundos. Esta é uma vantagem única do Palomar".

Quando a poeira assenta

Após os estudos de polarização, Masiero conclui que tanto os asteroides do tipo M como os do tipo K partilham a mesma superfície poeirenta de troilite, um material de sulfeto de ferro.

Masiero argumenta que a evidência de troilite é um sinal de que estes dois tipos de asteroides vieram de tipos semelhantes de objetos originais maiores que mais tarde se separaram para criar os asteroides que vemos hoje.

As diferentes composições gerais dos asteroides podem estar relacionadas com as diferentes camadas dentro dos grandes objetos originais. Tal como a Terra tem um núcleo, manto e crosta feitos de materiais diferentes, estes tipos de asteroides podem ter origem nas diferentes camadas.

A poeira de troilite pode ter sido abundante num objeto original antes de se partir, ou pode ter sido uma nuvem de poeira que cobriu tudo depois de se ter fragmentado, mas as suas raízes são ainda desconhecidas.

"Não podemos rasgar a Terra para ver o que está lá dentro, mas podemos olhar para os asteroides - os pedaços que sobraram, os componentes não utilizados da formação do Sistema Solar - e usá-los para ver como os nossos planetas foram construídos", disse Masiero.

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