Asteroide Ryugu é provavelmente um elo na formação planetária
Ampliação do asteroide Ryugu.
O Sistema Solar foi formado há aproximadamente 4,5 mil milhões de anos atrás. Muitos fragmentos, testemunhas dessa era primitiva, orbitam o Sol como asteroides. Cerca de três-quartos são asteroides do tipo C, ricos em carbono, como 162173 Ryugu, que foi o alvo da missão japonesa Hayabusa2 em 2018 e 2019. A nave está atualmente na sua viagem de regresso à Terra. Inúmeros cientistas, incluindo investigadores planetários do Centro Aeroespacial Alemão (DLR), estudaram intensivamente esta "pilha cósmica de entulho", que tem quase um quilómetro de diâmetro e que pode passar perto da Terra. As imagens infravermelhas obtidas pela Hayabusa2 foram agora publicadas na revista científica Nature. Mostram que o asteroide consiste quase inteiramente de material altamente poroso. Ryugu foi formado em grande parte a partir de fragmentos de um corpo parental destruído por impactos. A alta porosidade e a baixa força mecânica associada dos fragmentos rochosos que compõem Ryugu garantem que estes corpos se dividem em numerosos fragmentos ao entrar na atmosfera da Terra. Por esta razão, os meteoritos ricos em carbono são muito raramente encontrados na Terra e a atmosfera tende a fornecer uma maior proteção contra eles.
Esta investigação das propriedades globais de Ryugu confirma e complementa os achados do ambiente de aterragem em Ryugu obtidos pelo "lander" alemão-francês MASCOT ("Mobile Asteroid Surface SCOuT") durante a missão Hayabusa2. "Os asteroides frágeis e altamente porosos como Ryugu são provavelmente o elo na evolução da poeira cósmica para corpos celestes massivos," diz Matthias Grott do Instituto de Pesquisa Planetária do DLR, que é um dos autores da publicação atual da Nature. "Isto fecha uma lacuna no nosso entendimento da formação planetária, já que quase nunca conseguimos detetar esse material nos meteoritos encontrados na Terra."
No outono de 2018, os cientistas que trabalhavam com o autor principal Tatsuaki Okada da agência espacial japonesa JAXA analisaram a temperatura da superfície do asteroide em várias séries de medições realizadas com o instrumento TIR (Thermal Infrared Imager) a bordo da Hayabusa2. Estas medições foram feitas na faixa de comprimento de onda de 8 a 12 micrómetros durante os ciclos diurno e noturno. No processo, descobriram que, com muito poucas exceções, a superfície aquece muito rapidamente quando exposta à luz solar. "O rápido aquecimento após o nascer-do-Sol, de aproximadamente -43º C para 27º C, sugere que as partes constituintes do asteroide têm baixa densidade e alta porosidade," explica Grott. Cerca de 1% das rochas à superfície eram mais frias e mais parecidas com os meteoritos encontrados na Terra. "Estes podem ser fragmentos mais massivos do interior de um corpo parente original, ou podem ter vindo de outras fontes e caído sobre Ryugu," acrescenta Jörn Helbert do Instituto de Pesquisa Planetária do DLR, que também é um dos autores da publicação da Nature.
A frágil estrutura porosa dos asteroides de tipo C pode ser semelhante à dos planetesimais, formados na nebulosa solar primordial e acretados durante inúmeras colisões para formar planetas. A maior parte da massa em colapso da nuvem pré-solar de gás e poeira acumulou-se no jovem Sol. Quando foi atingida uma massa crítica, o processo de criação de calor da fusão nuclear começou no seu núcleo.
A poeira, o gelo e o gás restantes acumularam-se num disco de acreção giratório em torno da estrela recém-formada. Através dos efeitos da gravidade, os primeiros embriões planetários ou planetesimais foram formados nestes discos há aproximadamente 4,5 mil milhões de anos. Os planetas e as suas luas formaram-se a partir destes planetesimais após um período comparativamente curto de talvez apenas 10 milhões de anos. Muitos corpos menores - asteroides e cometas - permaneceram. Estes não foram capazes de se aglomerar para formar planetas adicionais devido a distúrbios gravitacionais, particularmente os provocados por Júpiter - de longe o maior e mais massivo planeta.
No entanto, os processos que ocorreram durante o início da história do Sistema Solar ainda não são totalmente compreendidos. Muitas teorias são baseadas em modelos e ainda não foram confirmadas por observações, em parte porque os traços destes tempos iniciais são raros. "Portanto, a pesquisa sobre o assunto depende principalmente de matéria extraterrestre, que atinge a Terra das profundezas do Sistema Solar na forma de meteoritos," explica Helberg. Contém componentes da época em que o Sol e os planetas foram formados. "Além disso, precisamos de missões como a Hayabusa2 para visitar os corpos menores que se formaram durante os estágios iniciais do Sistema Solar, a fim de confirmar, complementar ou - com observações apropriadas - refutar os modelos."
Já no verão de 2019, os resultados da missão do "lander" MASCOT haviam mostrado que o seu local de pouso em Ryugu era povoado principalmente por rochas grandes, altamente porosas e frágeis. "Os resultados publicados são uma confirmação dos resultados dos estudos realizados pelo radiómetro MARA do DLR no MASCOT," disse Matthias Grott, investigador principal do MARA. "Foi agora demonstrado que a rocha analisada pelo MARA é típica para toda a superfície do asteroide. Isto também confirma que fragmentos de asteroides comuns do tipo C como Ryugu provavelmente quebram-se facilmente devido à baixa força interna ao entrar na atmosfera da Terra."
No dia 3 de outubro de 2018, o MASCOT aterrou em Ryugu, em queda livre mas ao ritmo de uma caminhada. Após o pouso, "saltou" vários metros adiante, antes que o pacote de experiências com aproximadamente 10 kg parasse. O MASCOT moveu-se à superfície com a ajuda de um braço giratório. Isto tornou possível girar o MASCOT no lado "direito" e até executar saltos à superfície do asteroide devido a baixa atração gravitacional de Ryugu. No total, o MASCOT realizou experiências em Ryugu durante aproximadamente 17 horas.
Amostras do asteroide Ryugu a caminho da Terra
A Hayabusa2 mapeou o asteroide a partir de orbita e a alta resolução e, posteriormente, adquiriu amostras do corpo primordial em dois locais de pouso. Atualmente, estão seladas numa cápsula de transporte e estão a viajar para a Terra com a nave espacial. A cápsula tem aterragem prevista na Austrália no final de 2020. Até agora, os investigadores assumem que o material de Ryugu é quimicamente semelhante ao dos meteoritos condritos, que também são encontrados na Terra. Os côndrulos são pequenas esferas rochosas de tamanho milimétrico, que se formaram na nebulosa solar primordial há 4,5 mil milhões de anos e são considerados os blocos de construção da formação planetária. No entanto, até agora os cientistas não podem descartar a possibilidade de serem feitos de material rico em carbono, como os encontrados no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko como parte da missão Rosetta da ESA, com o módulo Philae, operado pelo DLR. As análises das amostras de Ryugu, algumas das quais serão realizadas no DLR, são aguardadas com grande expetativa. "É precisamente para esta tarefa - e, é claro, para futuras missões como a missão japonesa MMX (Martian Moons eXploration), na qual amostras extraterrestres serão trazidas para a Terra - que nós, no Instituto de Pesquisa Planetária do DLR em Berlim, começámos a configurar o SAL (Sample Analysis Laboratory) no ano passado," diz Helbert. A missão da MMX, na qual o DLR participa, voará para as luas marcianas Fobos e Deimos em 2024 e regressará à Terra com amostras das luas do tamanho de asteroides em 2029. Um veículo móvel alemão-francês também fará parte da missão da MMX.
Cenário de formação para Ryugu. (1) A formação começa com poeira "fofa" na nebulosa solar. (2) Planetesimais formados através de acreção de poeira ou seixos. (3) O corpo parente de Ryugu pode ter permanecido poroso graças a um nível baixo de consolidação. Na imagem pode ser vista uma fonteira distinta no núcleo interno, mas também poderá ter ocorrido um aumento gradual na consolidação com a profundidade. (4) Fragmentação por impacto do corpo parente, com alguns grandes fragmentos formando os pedregulhos de Ryugu. (5) Fragmentos re-acretam para formar Ryugu, com pedregulhos porosos e sedimentos à superfície e um número pequeno de pedregulhos densos com origem no núcleo interno do corpo parente. (6) Reformação durante uma fase de rápida rotação criou uma forma de diamante.