Durante anos, as formas incomuns dos pequenos asteroides Dimorphos e Selam intrigaram os astrônomos. Agora, um novo estudo traz explicações para o formato peculiar dessas “luas” e sugere que elas podem ser mais comuns do que se pensava.
Asteroides binários, que são pares de rochas semelhantes ao sistema Terra-Lua, são frequentes em nossa vizinhança cósmica. Um exemplo é a dupla Didymos-Dimorphos, protagonista da missão DART (sigla em inglês para Teste de Redirecionamento de Asteroide Duplo), da NASA, em 2022.
Estudos indicam que esses asteroides binários se formam quando um “astro pai”, composto de rochas soltas, gira tão rapidamente que parte de sua massa se desprende, formando um corpo satélite (ou “asteroide lunar”).
Normalmente, eles têm forma alongada, assemelhando-se a bolas de futebol americano, enquanto orbitam seus corpos parentais, geralmente em forma de pião. No entanto, alguns apresentam formas mais estranhas, como o Dimorphos, que antes de ser impactado pela missão DART, tinha o formato de um esferoide oblato – uma esfera achatada nos polos e alongada no centro, semelhante a uma melancia. Selam, uma lua recém-descoberta do asteroide Dinkinesh, é ainda mais peculiar, consistindo em duas esferas rochosas conectadas.
Essas formas inusitadas intrigaram os astrônomos, como John Wimarsson, da Universidade de Berna, na Suíça, principal autor do novo estudo. Segundo ele, as formas dessas luas não podem ser explicadas diretamente pelos modelos tradicionais de formação de asteroides binários.
Modelos computacionais de asteroides ajudaram a desvendar o mistério
Para desvendar o mistério, Wimarsson e colegas de diversas universidades europeias e americanas criaram dois modelos de computador. O primeiro simulou como as formas das rochas principais mudariam ao girarem rapidamente e liberarem detritos. O segundo modelo assumiu que esses detritos formariam um disco em forma de rosquinha ao redor do asteroide pai. Os algoritmos rastrearam o movimento desses fragmentos à medida que eram afetados pela gravidade e colidiam, formando agregados. Os pesquisadores consideraram dois tipos de asteroides pais, semelhantes ao Ryugu e ao Didymos em tamanho e densidade.
Os resultados, publicados na revista Icarus, revelaram que dois fatores principais determinam a forma final de um asteroide lunar: a força gravitacional exercida pelo corpo parental e as colisões entre a lua e outros objetos rochosos no disco de detritos.
Além disso, a densidade do asteroide principal é um fator crucial. Asteroides mais densos, como Didymos, giram mais rápido e criam discos de detritos mais amplos, permitindo que as luas se formem mais distantes. Nesse caso, essas luas tendem a adquirir formas alongadas, chamadas de prolatas. Quando se formam mais perto do asteroide pai, no chamado limite de Roche, a gravidade mantém a forma prolatada à medida que a lua cresce lentamente, colidindo e se fundindo com outros detritos.
Já aqueles que se formam além do limite de Roche, onde a gravidade do corpo parental é menor, adquirem formas oblatas (que têm o diâmetro equatorial maior do que a distância entre os polos). Nessas condições, as luas crescem de maneira mais uniforme devido às colisões com outros detritos co-orbitais. Entretanto, a maioria dos asteroides oblatos se forma abaixo do limite de Roche, onde a proximidade com o asteroide pai pode deformá-los, transformando-os em esferoides oblatos após colisões com outras luas precursoras.
O estudo também destacou a importância do ângulo de colisão entre duas luas precursoras para determinar a forma final. Se colidirem lado a lado, a forma resultante é mais achatada; se colidirem ponta a ponta, pode surgir um objeto bilobado, como a lua Selam.
Essas descobertas sugerem que asteroides com formatos estranhos podem ser mais comuns do que se pensava. Contudo, a tecnologia atual, voltada para detectar asteroides prolatos, pode estar subestimando a presença de asteroides oblatos, que são mais difíceis de identificar.