3440: Sonda da NASA revela o mundo mais distante e mais antigo do sistema solar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Chama-se Arrokoth e situa-se na cintura de Kuiper, a 6.000 milhões de quilómetros da Terra. A sonda New Horizons enviou os dados para os computadores da NASA e há novas explicações para a origem dos planetas.

Arroktoh fica mais de 6000 milhões de km da Terra
© NASA

Foi um momento histórico a que só uma sonda robótica conseguiu assistir. Em 1 de Janeiro de 2019 a New Horizons, colocada no espaço pela NASA, sobrevoou um corpo gelado e totalmente desconhecido a mais de 6.000 milhões de quilómetros da Terra. É o objecto celeste mais antigo e mais distante já visitado por uma nave terrestre. Os dados recolhidos permitem compreender melhor as origens dos planetas.

NASA New Horizons @NASANewHorizons

Using detailed data gathered during the record-setting flyby of #Arrokoth, the New Horizons team has made a significant advance in understanding planetesimals, reshaping our understanding of how planetary bodies form in solar systems across the universe. https://go.nasa.gov/2SqeADo 

Mais de um ano depois, todos os dados compilados pela sonda da NASA foram publicados. Ultima Thule, agora rebaptizado de Arrokoth, que significa céu na língua dos índios norte-americanos, é um mundo pequeno, com 36 quilómetros de largura, formado por duas grandes esferas achatadas, unidas por uma gola estreita. É um dos milhões de objectos que compõem a cintura de Kuiper, uma área do sistema solar com objectos de tamanhos muito diferentes – Plutão é talvez o mais famoso – que se estende além da órbita de Neptuno por centenas de milhões de quilómetros, até aos limites do sistema solar.

NASA @NASA

A major advance in understanding how planets formed: analysis indicates the two parts of Kuiper Belt object Arrokoth were once separate, and then orbited each other and gently merged. New findings from @NASANewHorizons‘ 2019 flyby: https://go.nasa.gov/39xVK2V 

A temperatura máxima no verão em Arrokoth é de cerca de 200 graus abaixo de zero, devido à falta de luz solar, disse John Spencer, um dos principais cientistas da missão, citado pelo El Pais. “A superfície deste mundo é muito macia e tem cor vermelho escuro. Quase não existem colinas e tem poucas crateras de impacto. A força da gravidade é tão baixa, cerca de mil vezes menor que na Terra, que se alguém der um pulo com força poderá voar da superfície e ir para o espaço”, explica Spencer.

A New Horizons passou a cerca de 3.500 quilómetros da superfície de Arrokoth, mas as suas câmaras conseguiram retratá-la em pormenor.

Os resultados científicos desta parte da missão, publicados esta quinta-feira na revista Science, mostram que Arrokoth formou-se há mais de 4.000 milhões de anos, quando o sistema ainda se formava em torno de um sol muito jovem. A julgar pelas poucas crateras na sua superfície, os especialistas acreditam que o objecto permaneceu quase intacto desde então e, portanto, pode explicar muito bem como foram os primeiros passos para a formação de planetesimais, pequenos corpos de poeira e terra que acabaram por formar todos os planetas do sistema solar.

Dá-nos uma visão muito mais clara de como todos os planetas foram formados, incluindo a Terra“, realça John Spencer. “A fusão apoia a nossa ideia de que planetesimais foram formados pelo colapso gravitacional de pequenas nuvens de poeira. As colisões foram tão suaves que permitiram derreter diferentes objectos que ficaram em órbita a uma curta distância”, acrescentou.

William McKinnon, investigador do projecto New Horizons, explicou que Arrokoth está para a evolução dos planetas do Sistema Solar “como os fósseis estão para a evolução dos planetas”.

Diário de Notícias
DN
13 Fevereiro 2020 — 23:47

 

spacenews

 

3439: Modelos apontam para uma formação mais longa de Marte

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Uma equipa do SwRI realizou simulações de impacto de partículas suaves, em alta resolução, de vários grandes projécteis que atingiram Marte depois da formação do seu núcleo e manto. As partículas do núcleo e do manto dos projécteis têm cor castanha e verde, respectivamente, mostrando concentrações locais dos materiais assimilados no manto marciano.
Crédito: SwRI

O Sistema Solar primitivo era um lugar caótico, com evidências indicando que Marte provavelmente foi atingido por planetesimais, pequenos proto-planetas com até 1900 km em diâmetro, no início da sua história. Cientistas do SwRI (Southwest Research Institute) modelaram a mistura de materiais associados a estes impactos, revelando que o Planeta Vermelho pode ter sido formado numa escala de tempo mais longa do que se pensava anteriormente.

Uma importante questão em aberto na ciência planetária é a determinação de como Marte se formou e até que ponto a sua evolução inicial foi afectada por colisões. Esta questão é difícil de responder, dado que milhares de milhões de anos apagaram constantemente evidências de eventos iniciais de impacto. Felizmente, parte desta evolução está registada nos meteoritos marcianos. Dos aproximadamente 61.000 meteoritos encontrados na Terra, pensa-se que apenas mais ou menos 200 sejam de origem marciana, ejectados do Planeta Vermelho por colisões mais recentes.

Estes meteoritos exibem grandes variações de elementos que “gostam” de ferro, como tungsténio e platina, que têm uma afinidade moderada a alta por ferro. Estes elementos tendem a migar do manto de um planeta para o núcleo central de ferro durante a formação. As evidências destes elementos no manto marciano, amostrados por meteoritos, são importantes porque indicam que Marte foi bombardeado por planetesimais algum tempo após o fim da sua formação primária do núcleo. O estudo de isótopos de elementos específicos produzidos localmente no manto através de processos de decaimento radioactivo ajuda os cientistas a entender quando a formação do planeta ficou completa.

“Nós sabíamos que Marte recebeu elementos como platina e ouro de grandes colisões iniciais. Para investigar este processo, realizámos simulações hidrodinâmicas de impacto de partículas suaves,” disse a Dra. Simone Marchi, do SwRI, autora principal do artigo que descreve estes resultados, publicado na revista Science Advances. “Com base no nosso modelo, as colisões iniciais produzem um manto marciano heterogéneo, semelhante a um bolo de mármore. Estes resultados sugerem que a visão predominante da formação de Marte pode estar influenciada pelo número limitado de meteoritos disponíveis para estudo.”

Com base na proporção de isótopos de tungsténio nos meteoritos marcianos, argumentou-se que Marte cresceu rapidamente cerca de 2-4 milhões de anos após o início da formação do Sistema Solar. No entanto, grandes colisões precoces podem ter alterado o balanço isotópico do tungsténio, o que poderá suportar uma escala de tempo para a formação de Marte de até 20 milhões de anos, como mostra o novo modelo.

“As colisões de projécteis grandes o suficiente para terem os seus próprios núcleos e mantos podem resultar numa mistura heterogénea desses materiais no início do manto marciano,” disse a Dra. Robin Canup, vice-presidente assistente da Divisão de Ciência e Engenharia do SwRI. “Isto pode levar a interpretações sobre o momento da formação de Marte diferentes daquelas que assumem que todos os projécteis são pequenos e homogéneos.”

Os meteoritos marcianos que caíram na Terra provavelmente partiram de apenas alguns locais em redor do planeta. A nova investigação mostra que o manto marciano pode ter recebido adições variadas de materiais projectáveis, levando a concentrações variáveis de elementos siderófilos. A próxima geração de missões em Marte, incluindo planos para enviar amostras à Terra, fornecerá novas informações para melhor entender a variabilidade destes elementos nas rochas marcianas e a evolução inicial do Planeta Vermelho.

“Para entender completamente Marte, precisamos de entender o papel que as colisões mais antigas e energéticas tiveram na sua evolução e composição,” conclui Marchi.

Astronomia On-line
14 de Fevereiro de 2020

 

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Cientistas descobrem o “planeta gigante bebé” mais próximo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de um planeta massivo em órbita de uma estrela jovem e fria. No caso do sistema descoberto pelos astrónomos, o planeta tem 10 vezes a massa de Júpiter e a órbita do planeta em torno da sua estrela hospedeira é quase 600 vezes a distância Terra-Sol.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Rochester descobriram um planeta massivo recém-nascido mais próximo da Terra do que qualquer outro com a mesma tenra idade encontrado até hoje. Este planeta gigante bebé, chamado 2MASS 1155-7919 b, está localizado na Associação Epsilon Chamaeleontis e fica a apenas 330 anos-luz de distância do nosso Sistema Solar.

A descoberta, publicada na revista Research Notes of the American Astronomical Society, fornece aos investigadores uma nova e interessante maneira de estudar como os gigantes gasosos se formam.

“O objecto escuro e frio que encontrámos é muito jovem e tem apenas 10 vezes a massa de Júpiter, o que significa que provavelmente estamos a olhar para um planeta jovem, talvez ainda no meio da formação,” disse Annie Dickson-Vandervelde, autora principal e estudante de doutoramento em ciências astrofísicas de West Columbia, S.C. “Embora já tenham sido descobertos muitos outros planetas graças à missão Kepler e a outras como ela, quase todos são planetas ‘antigos’. Este é também apenas o quarto ou quinto exemplo de um planeta gigante tão longe da sua estrela ‘mãe’, e os teóricos estão a lutar para explicar como se formaram ou como acabaram nessa posição.”

Os cientistas usaram dados do Observatório Espacial Gaia para fazer a descoberta. O planeta gigante bebé orbita uma estrela com apenas 5 milhões de anos, mil vezes mais jovem do que o nosso Sol. O planeta orbita a sua estrela a 600 vezes a distância Terra-Sol. Como este planeta jovem e gigante pode ter ficado tão longe da sua jovem estrela “mãe” é um mistério. Os autores esperam que observações de acompanhamento ajudem os astrónomos a entender como planetas massivos podem acabar em órbitas tão largas.

Astronomia On-line
14 de Fevereiro de 2020

 

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Estudo revela detalhes do “asteróide da bola de golfe”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Duas imagens do asteróide Pallas, que os investigadores determinaram ser o objecto mais craterado na cintura de asteróides.
Crédito: Marsset, et al.

Os asteróides têm inúmeras formas e tamanhos, e agora astrónomos do MIT (Massachusetts Institute of Technology) observaram um asteróide com tantas crateras que o apelidaram de “asteróide da bola de golfe”.

O asteróide é chamado Pallas, em homenagem à deusa grega da sabedoria, e foi originalmente descoberto em 1802. Pallas é o terceiro maior objecto na cintura de asteróides e tem cerca de um-sétimo do tamanho da Lua. Durante séculos, os astrónomos notaram que o asteróide orbita ao longo de um percurso significativamente inclinado em comparação com a maioria dos objectos na cintura de asteróides, embora o motivo da sua inclinação permaneça um mistério.

Num artigo publicado na revista Nature Astronomy, investigadores revelam pela primeira vez imagens detalhadas de Pallas, incluindo da sua superfície altamente craterada.

Os cientistas suspeitam que a superfície craterada de Pallas é resultado da órbita inclinada do asteróide: enquanto a maioria dos objectos na cintura de asteróides viaja mais ou menos ao longo do mesmo percurso em torno do Sol, tal como carros numa pista de corrida, a órbita inclinada de Pallas é tal que o asteróide precisa de abrir caminho através da cintura de asteróides num ângulo. Quaisquer colisões que Pallas sofra ao longo deste percurso seriam cerca de quatro vezes mais prejudiciais do que colisões entre dois asteróides na mesma órbita.

“A órbita de Pallas implica impactos a uma velocidade muito alta,” diz Michaël Marsset, autor principal do artigo e pós-doc no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT. “A partir destas imagens, podemos dizer agora que Pallas é o objecto mais craterado que conhecemos na cintura de asteróides. É como descobrir um novo mundo.”

Os co-autores de Marsset incluem colaboradores de 21 instituições de pesquisa em todo o mundo.

“Uma história violenta”

A equipa, liderada pelo investigador principal Pierre Vernazza do Laboratório de Astrofísica de Marselha, na França, obteve imagens de Pallas usando o instrumento SPHERE no VLT (Very Large Telescope) do ESO, um conjunto de quatro telescópios, cada um com um espelho de 8 metros, situados nas montanhas do Chile. Em 2017, e novamente em 2019, Marsset e colegas reservaram um dos quatro telescópios vários dias de cada vez para ver se podiam capturar imagens de Pallas no ponto orbital mais próximo da Terra.

A equipa obteve 11 séries de imagens ao longo de duas campanhas de observação, capturando Pallas a partir de diferentes ângulos enquanto girava. Depois de compilarem as imagens, os investigadores criaram uma reconstrução 3D da forma do asteróide, juntamente com um mapa de crateras dos seus pólos, juntamente com partes da sua região equatorial.

Ao todo, identificaram 36 crateras maiores do que 30 km em diâmetro – cerca de um-quinto do diâmetro da cratera Chicxulub da Terra, cujo impacto original provavelmente matou os dinossauros há 65 milhões de anos. As crateras de Pallas parecem cobrir pelo menos 10% da superfície do asteróide, o que é “sugestivo de uma violenta história colisional,” como afirmam os cientistas no seu artigo científico.

Para ver quão violenta a história provavelmente foi, a equipa executou uma série de simulações de Pallas e das suas interacções com a restante cintura de asteróides ao longo dos últimos 4 mil milhões de anos – quase a idade do Sistema Solar. Fizeram o mesmo para Ceres e Vesta, tendo em consideração o tamanho, massa e propriedades orbitais de cada asteróide, bem como as distribuições de velocidade e tamanho de objectos dentro da cintura de asteróides. Registaram cada vez que uma colisão simulada produzia uma cratera, em Pallas, Ceres ou Vesta, com pelo menos 40 km de largura (o tamanho da maioria das crateras que observaram em Pallas).

Descobriram que uma cratera com 40 quilómetros em Pallas podia ser criada a partir de uma colisão com um objecto muito mais pequeno em comparação com uma cratera do mesmo tamanho em Ceres ou Vesta. Dado que os asteróides pequenos são muito mais numerosos, na cintura de asteróides, do que os maiores, isso implica que Pallas tem uma maior probabilidade de sofrer impactos de alta velocidade do que os outros dois asteróides.

“Pallas teve duas a três vezes mais colisões do que Ceres ou Vesta, e a sua órbita inclinada é uma explicação directa para a superfície muito estranha que não vemos nos outros dois asteróides,” acrescentou Marsset.

Uma família fragmentada

Os investigadores fizeram duas descobertas adicionais graças às suas imagens: uma mancha curiosamente brilhante no hemisfério sul do asteróide e uma bacia de impacto extremamente grande ao longo do equador do asteróide.

Para esta última descoberta, a equipa procurou explicações para o que pode ter provocado um impacto tão grande, estimado em cerca de 400 km de diâmetro.

Simularam vários impactos ao longo do equador e também rastrearam os fragmentos que provavelmente foram lançados para o espaço, a partir da superfície de Pallas, como resultado de cada impacto.

A partir das suas simulações, a equipa conclui que a grande bacia de impacto foi provavelmente o resultado de uma colisão há cerca de 1,7 mil milhões de anos, por um objecto com 20 a 40 km, que posteriormente ejectou pedaços do asteróide para o espaço, num padrão que efectivamente combina com uma família de fragmentos que se sabe seguirem Pallas.

“Esta característica no equador pode muito bem estar relacionada com a actual família de fragmentos de Pallas,” diz o co-autor Miroslav Brož, do Instituto Astronómico da Universidade Charles em Praga.

Quanto à mancha brilhante descoberta no hemisfério sul de Pallas, os investigadores ainda não sabem o que poderá ser. A sua teoria principal é que a região pode ser um depósito muito grande de sal. A partir da sua reconstrução tridimensional do asteróide, os investigadores estimaram o volume de Pallas e, em combinação com a sua massa conhecida, calculam que a sua densidade é diferente da de Ceres ou Vesta e que provavelmente se formou originalmente a partir de uma mistura de água gelada e silicatos. Com o tempo, à medida que o gelo no interior do asteróide derretia, provavelmente hidratou os silicatos, formando depósitos de sal que podem ter ficado expostos após um impacto.

Uma evidência que suporta esta hipótese pode vir de mais perto da Terra. Durante cada mês de Dezembro, os observadores podem ver uma exibição deslumbrante conhecida como Gemínidas – uma chuva de meteoros que são fragmentos do asteróide Phaethon, ele próprio considerado um fragmento de Pallas que escapou e eventualmente chegou à órbita da Terra. Os astrónomos há muito tempo que observam uma variedade de conteúdo de sódio nos meteoros das Gemínidas, que Marsset e colegas agora pensam que podem ter tido origem nos depósitos de sal de Pallas.

“Já foram propostas missões a Pallas com satélites muito pequenos e baratos,” realça Marsset. “Não sei se podem vir a acontecer, mas poderiam dizer-nos mais sobre a superfície de Pallas e sobre a origem da mancha brilhante.”

Astronomia On-line
14 de Fevereiro de 2020

 

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