Estudo explica origem e evolução de menor grupo de asteroides

30 de julho de 2015

Elton Alisson | Agência FAPESP – Na borda do cinturão principal de asteroides, entre as órbitas de Marte e Júpiter, há uma classe de objetos astronômicos chamada Cybele.
Essa classe de asteroides intriga os astrônomos por ter um baixo número de integrantes, a despeito de estar situada em uma região bastante estável do Sistema Solar, sem registro de grandes perturbações após as migrações planetárias.
Um grupo internacional de pesquisadores, coordenado por Valerio Carruba, professor da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Guaratinguetá, pode ter encontrado agora uma explicação para esse mistério.


Asteroide Eros em imagem capturada pela missão NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous) da NASA em 2000 (imagem: NASA/JHUAPL).
 
Resultado do projeto “Família de asteroides em ressonâncias seculares”, realizado com apoio da FAPESP, a hipótese dos pesquisadores sobre como ocorreu a evolução dinâmica dos asteroides Cybele foi relatada em um artigo publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
A pesquisa será apresentada na próxima assembleia geral da União Astronômica Internacional (IAU, na sigla em inglês), prevista para ocorrer no início de agosto no Havaí, nos Estados Unidos.
“Nós mostramos, por meio de simulações numéricas, que asteroides, como os Cybele, não podem ser primordiais, mas que chegaram à região onde estão hoje após o fim da última fases de migração planetária, durante o bombardeamento lunar tardio há, aproximadamente, 4 bilhões de anos [quando inúmeros asteroides impactaram a Terra e demais objetos do Sistema Solar]”, disse Carruba à Agência FAPESP.

“Isso poderia explicar porque há apenas 1,5 mil corpos Cybele conhecidos contra mais de meio milhão de objetos no cinturão principal de asteroides”, afirmou.

Os pesquisadores fizeram as simulações numéricas da evolução dinâmica dos Cybele com base em cenários de migrações planetárias como o “jumping-Jupiter”.
Estabelecido por David Nesvorný, pesquisador do Departamento de Estudos Espaciais do Southwest Research Institute, dos Estados Unidos, e um dos autores do artigo na MNRAS, o cenário “jumping-Jupiter” estima que o planeta Júpiter se encontrou com um quinto planeta gigante e gasoso entre 3,8 e 4,2 bilhões de anos atrás.

O choque teria feito com que o planeta gigante gasoso fosse ejetado e Júpiter “pulasse” para a região onde está localizado hoje.
Essa migração planetária fez com que toda a região onde a classe de asteroides Cybele está situada fosse afetada por uma série de ressonâncias de movimento médio entre corpos celestes – quando dois ou mais corpos em órbita exercem influência gravitacional um sobre o outro – que desestabilizaram e deixaram poucos objetos naquela área.

“Os objetos que estavam na atual região onde estão situados os asteroides Cybele hoje não poderiam ter sobrevivido a essa fase de migração planetária”, afirmou Carruba.
“Isso reforça nossa hipótese de que os objetos que estão hoje na região do Cybele chegaram muito depois dessa fase de migração planetária. Por isso são tão poucos em comparação com o número de objetos que há no cinturão principal de asteroides”, estimou.
Os mapas dinâmicos da região ocupada hoje pelo Cybele – entre as ressonâncias de movimento médio 2J:-1A e 5J:-3A com Júpiter – mostram que a área tornou-se dinamicamente estável após o posicionamento dos planetas, depois da migração planetária.
Essa constatação afasta a hipótese de que há um número relativamente baixo de asteroides na região do Cybele em comparação com outras do cinturão principal porque a região estaria perdendo objetos nos últimos milhões de anos, apontou Carruba.
“A região onde está situada a classe de asteroides Cybele poderia ter muito mais objetos”, afirmou.

Maior extensão

De acordo com o pesquisador, os objetos da classe Cybele são, em sua maioria, asteroides escuros, de baixa densidade e associados a grupos taxonômicos primitivos.
Muitos dos objetos são do tipo C – o tipo de asteroide mais comum –, com pouca capacidade de refletir luz, baixa densidade e associados a regiões mais externas do Sistema Solar.
“Os objetos do tipo C são menos evoluídos do ponto de vista químico e de composição e originam de corpos menos diferenciados ao longo de sua evolução”, explicou Carruba.
Segundo o pesquisador, diversos asteroides binários e triplos – quando dois ou três asteroides “companheiros” possuem tamanhos similares – também foram identificados na região de Cybele.
Entre eles o 87 Sylvia – um asteroide triplo associado com a família dinâmica de asteroides mais numerosa da região –, contou Carruba.

“Reidentificamos as famílias de asteroides na região do Cybele e conseguimos constatar, com algumas dúvidas, que uma nova família de asteroides, chamada Helga – proposta por um grupo de pesquisadores russos em 2014 –, é a que está situada mais longe na área do Cybele e pode ser o grupo mais externo do cinturão principal de asteroides”, explicou.

“Dessa forma, os Cybele podem se estender para mais longe do que se pensava”, afirmou.
Outra conclusão feita a partir das simulações realizadas pelos pesquisadores é que nenhum dos grupos de asteroides observados na região do Cybele poderia ter uma idade superior a 3 bilhões de anos.
O artigo “Dynamical evolution of the Cybele asteroids” (doi: 10.1093/mnras/stv997), de Carruba e outros, pode ser lido por assinantes da Monthly Notices of the Royal Astronomical Society em mnras.oxfordjournals.org/content/451/1/244.abstract.