Quando se trata de salvar a Terra de uma rocha potencialmente apocalíptica, saber onde acertá-la e como ela gira pode fazer toda a diferença. Dois novos estudos apresentados no Congresso Europeu de Ciência Planetária, em Helsínquia, no mês passado, podem ter dado ambas as respostas aos cientistas.
Num estudo, investigadores liderados por Wenhan Zhou, da Universidade de Tóquio, utilizaram dados de Agência Espacial EuropeiaAgora aposentado Missão Gaia Estude como a rotação de um asteroide depende da frequência com que ele é atingido por outras rochas espaciais. Num outro estudo, uma equipa liderada por Rahil Makadia, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, desenvolveu um método para identificar as áreas mais seguras em terra. asteróide Execute missões de deflexão para desferir ataques sem direcioná-los acidentalmente de volta à Terra.
Em conjunto, estas descobertas fornecem uma nova forma de compreender a estrutura e o comportamento destes objetos antigos – conhecimento que poderá ser crucial para desviar um asteroide perigoso caso este colida com o nosso planeta.
“Ao aproveitar os conjuntos de dados exclusivos de Gaia, modelagem avançada e ferramentas de inteligência artificial, revelamos a física oculta que influencia as rotações dos asteroides e abrimos uma nova janela para o interior desses mundos antigos”, disse Zhou em um relatório. declaração.
Como os asteróides giram
Nas últimas décadas, os astrônomos ficaram intrigados sobre por que alguns asteroides girar como um pião embora Outros caem pelo espaço De maneiras caóticas e imprevisíveis. A equipe de Zhou decidiu resolver o mistério usando o vasto arquivo de padrões de luz de asteróides de Gaia e novos modelos de computador.
sua análise mostrar Os padrões de rotação dos asteróides resumem-se a um cabo de guerra cósmico entre duas forças: as colisões tornam os seus movimentos instáveis, enquanto a fricção interna suaviza gradualmente as suas rotações.
“Quando estes dois efeitos são equilibrados, formam uma linha divisória natural entre as populações de asteróides”, disse Zhou no comunicado.
O aprendizado de máquina revelou esta “linha divisória” nos dados de Gaia, uma clara lacuna entre asteroides em rotação rápida e asteroides em queda lenta. Os pesquisadores descobriram que os spinners mais lentos eram mais suscetíveis a tremer devido aos impactos, enquanto os spinners mais rápidos eram resistentes a esses distúrbios.
A luz solar também desempenha um papel sutil, mas importante, relata o estudo. À medida que a superfície do asteroide aquece durante o dia e esfria à noite, ele emite pequenas rajadas de radiação que agem como um impulso microscópico. Para um asteróide em rotação suave, esses impulsos estão alinhados na mesma direção, Mude gradualmente sua velocidade de rotação. Mas no caso dos acrobatas, as forças de impulso anulam-se mais ou menos, prendendo-os num movimento lento e caótico.
Os resultados também mostram que muitos asteróides não são pedaços sólidos de rocha, mas sim aglomerados soltos de rocha e poeira, fracamente unidos pela gravidade, que os astrônomos chamam de “pilha de entulhoOs cientistas dizem que esta distinção é importante para a defesa planetária porque um asteroide frágil e poroso Responder ao impacto da nave espacial Muito diferente da matéria densa e sólida.
À medida que mais pesquisas do céu forem disponibilizadas online, os cientistas poderão aplicar este método a amostras maiores, disse Zhou no comunicado. Com os próximos observatórios, por ex. Observatório Vera Rubinlevantamento do espaço e do tempo do património, “seremos capazes de aplicar esta abordagem Existem milhões de asteróides a maisaprofundando nossa compreensão de sua evolução e composição. “
Encontre um lugar seguro para atacar
Se compreender como o asteróide gira é o primeiro passo, o próximo passo é descobrir onde ele atingiu.
A equipe de Makadia estudou o que acontece quando uma espaçonave atinge um asteroide e descobriu que nem todos os locais de impacto são iguais. Atingir o ponto errado poderia levar um asteróide para o que os cientistas chamam de buraco de fechadura gravitacional – uma pequena região do espaço onde a gravidade de um planeta pode dobrar sutilmente a órbita de um asteróide e forçá-lo a entrar. Retorne à Terra no Future Pass Décadas ou séculos depois.
“Mesmo que empurremos intencionalmente um asteroide para longe da Terra através de uma missão espacial, temos que garantir que ele não caia mais tarde em um desses buracos de fechadura”, disse Makadia em um relatório separado. declaração. “Caso contrário, enfrentaremos novamente a mesma ameaça de impacto.”
Para evitar este efeito bumerangue cósmico, a equipa de Makadia criou mapas de probabilidade da superfície do asteróide que podem fornecer orientação aos planeadores da missão. Aproveitando as lições da NASA Missão DARTque atinge o asteróide Dimorphos em setembro de 2022, e trajetórias realistas de espaçonaves, eles simularam centenas de milhões de missões de impacto cinético, cada uma com velocidades, ângulos e tempos ligeiramente diferentes.
Para cada simulação, calcularam como o movimento do asteroide mudaria e se ele cairia em um desses buracos gravitacionais. A repetição deste processo para uma série de pontos de impacto e ângulos de rotação permitiu-lhes determinar a zona de ataque mais segura e eficaz, de acordo com a segunda declaração.
“Usando estes mapas de probabilidade, podemos afastar os asteróides e, ao mesmo tempo, evitar que retornem ao longo das trajetórias de impacto, protegendo assim a Terra a longo prazo”, disse Makadia.
Para testar seu modelo, os pesquisadores o aplicaram a asteroides próximos à Terra Decidirum dos objetos próximos à Terra mais intensamente estudados graças à pesquisa da NASA Missão Osíris-RexSua superfície foi mapeada com precisão, sua órbita foi estudada e amostras da rocha espacial foram trazidas de volta à Terra.
Os primeiros modelos mostram que o caminho de Bennu inclui Vários potenciais buracos de gravidade Em teoria, isso poderia redirecioná-lo para a Terra em algum momento do século XXII. Mas os dados da OSIRIS-REx reduzem significativamente estas incertezas, descartando muitas vulnerabilidades potenciais e cenários de impacto futuro.
Usando estes dados orbitais precisos, a equipa de Makadia simulou impactos de naves espaciais sob várias condições e previu os buracos de fechadura que Bennu poderia encontrar, criando um mapa detalhado da probabilidade de impacto.
Os mapas mostram quais áreas do asteroide seriam os alvos mais seguros e quais áreas poderiam aumentar o risco de encontros futuros a longo prazo, observou o estudo. Melhor zona de ataque, marcada Mira brilhante no modelodemonstrou que uma espaçonave poderia afastar a órbita de um asteróide da Terra sem desencadear um retorno perigoso posteriormente.
De acordo com o estudo, quando o tempo não permite uma nave espacial de encontro dedicada, esta análise pode ajudar a conceber missões de deflexão mais seguras, mesmo utilizando apenas observações terrestres.
“Felizmente, embora a missão de encontro seja preferida, pelo menos a nível preliminar, toda a análise pode ser feita apenas com observações terrestres”, disse Makadia no comunicado.
À medida que os telescópios e missões da próxima geração descobrem milhões de asteróides, pesquisas como esta estão ajudando os cientistas a escrever um relatório defesa planetária Um plano para proteger o planeta.
