Quatro famílias de asteroides extremamente jovens são identificadas

04 de setembro de 2018

José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – Quatro famílias de asteroides extremamente jovens foram identificadas por pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Guaratinguetá. Artigo a respeito foi publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

O grupo é liderado pelo físico Valerio Carruba, nascido na Itália e professor no Departamento do Matemática da Unesp. 

“Identificamos essas novas famílias por meio de simulação numérica, utilizando o Método de Integração Reversa [Backward Integration Method – BIM], bem mais preciso do que outros na determinação de idades de famílias de asteroides. 

Mas o BIM só funciona para famílias realmente muito jovens, com menos de 20 milhões de anos. Até recentemente, apenas oito famílias haviam sido estudadas com esse método. 

Agora, conhecemos 13, quase um terço das quais foram identificadas por nosso grupo”, disse Carruba à Agência FAPESP.

Pesquisadores da Unesp fizeram a datação por meio de um método de simulação numérica que, a partir de dados atuais, possibilita retroceder à época da formação dos asteroides (imagem: Nasa)

As quatro famílias em questão, todas com menos de 7 milhões de anos, localizam-se no chamado Cinturão Principal, situado entre as órbitas de Marte e Júpiter.

A datação baseou-se em dois parâmetros fundamentais: a longitude do pericentro e a longitude do nodo ascendente. O pericentro da órbita de um planeta, cometa ou asteroide é o ponto no qual a trajetória do corpo mais se aproxima do Sol. O nodo ascendente é o ponto no qual a órbita cruza, de baixo para cima, um plano de referência – geralmente o Plano da Eclíptica.

“No momento de formação de uma família de asteroides, todos os pericentros e nodos ascendentes dos integrantes estão alinhados. Mas, à medida que a família evolui, esses alinhamentos são perdidos, devido às perturbações gravitacionais produzidas pelos planetas e, possivelmente, por alguns asteroides massivos. Baseado nos dados atuais, o BIM possibilita retroceder ao passado, por meio de simulação numérica, e recuperar a época em que os parâmetros estavam alinhados. Assim é feita a datação”, explicou Carruba.

Além das quatro famílias identificadas, a equipe estudou outras 55 novas famílias. E, paralelamente à datação, estabeleceu também um diagrama que permite distinguir com bastante precisão dois tipos de famílias: as que se formaram por eventos de colisão e as que se formaram por fissão de um corpo predecessor. 

A colisão de dois asteroides pode levar à fragmentação de um deles ou dos dois, originando uma família com vários objetos. Já a fissão consiste na ejeção de matéria pelo corpo predecessor, seja por isso ter adquirido uma rotação muito rápida em torno do próprio eixo e ter sofrido uma colisão, ou por ter tido um corpo secundário expulso recentemente e que se despedaçou.

“Das quatro famílias que identificamos, uma se formou seguramente por colisão. Outra com grande probabilidade. As demais foram identificadas muito recentemente e precisamos de mais estudos para formular uma hipótese relativa à sua formação”, disse Carruba.

Ressonância de movimento

O Cinturão Principal é um extraordinário nicho de asteroides, com mais de 700 mil objetos conhecidos. Esse número tende a aumentar, devido à melhoria dos métodos de detecção, e pode ser estimado no patamar de 1 milhão. 

Mas a distribuição dos asteroides nesse nicho está longe de ser homogênea, segundo Carruba. Devido à complicadíssima interação gravitacional entre tantos corpos em presença e, principalmente, ao poderoso campo gravitacional de Júpiter, formaram-se, no interior do Cinturão, várias regiões distintas. 

Um fenômeno importante nessa estruturação é a chamada “ressonância de movimento médio”, que ocorre quando dois corpos que orbitam um terceiro têm seus períodos orbitais emparelhados, na razão de dois números inteiros pequenos. 

As ressonâncias criam espaços vazios na distribuição radial dos asteroides, denominadas Lacunas de Kirkwood, em homenagem ao astrônomo norte-americano Daniel Kirkwood (1814-1895), que as descobriu no século 19.

“De 33% a 35% dos asteroides do Cinturão Principal são membros de famílias. Existem mais de 120 famílias reconhecíveis e várias dezenas de grupos estatisticamente menos significativos. Grandes famílias contêm centenas de membros, enquanto que famílias pequenas podem ter por volta de 10 membros”, disse Carruba.

As estimativas de idade das famílias de asteroides vão de poucos milhões a centenas de milhões de anos. A família mais antiga do Cinturão tem idade estimada em 4 bilhões de anos, tendo participado, portanto, da primeira fase de formação do Sistema Solar.

O artigo The quest for young asteroid families: new families, new results (doi: https://doi.org/10.1093/mnras/sty1810), de V. Carruba, E. R. de Oliveira, B. Rodrigues e I. Requena, pode ser lido em https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/479/4/4815/5050391?redirectedFrom=fulltext.