O Mistério das Partículas Expelidas do Asteroide Bennu

Esta visão do asteroide Bennu ejetando partículas de sua superfície foi obtida em 6 de janeiro e foi criada pela combinação de duas imagens tiradas pelo imageador NavCam 1 a bordo da sonda OSIRIS-REx da NASA: uma imagem de curta exposição (1,4 ms), que mostra claramente o asteroide e uma longa Imagem de exposição (5 s), que mostra claramente as partículas. Outras técnicas de processamento de imagem também foram aplicadas, como cortar e ajustar o brilho e o contraste de cada camada. Créditos: NASA / Goddard / Universidade do Arizona / Lockheed Martin

Logo após a espaçonave OSIRIS-REx da NASA chegar ao asteroide Bennu, uma descoberta inesperada da equipe científica da missão revelou que o asteroide poderia estar ativo ou descarregar consistentemente partículas no espaço. O exame em andamento de Bennu - e sua amostra que será devolvida à Terra - poderia lançar luz sobre o porquê desse fenômeno intrigante.
A equipe do OSIRIS-REx observou pela primeira vez um evento de ejeção de partículas nas imagens capturadas pelas câmeras de navegação da sonda tiradas em 6 de janeiro, apenas uma semana após a sonda entrar em sua primeira órbita em torno de Bennu. À primeira vista, as partículas pareciam ser estrelas atrás do asteroide, mas, examinando mais de perto, a equipe percebeu que o asteroide estava ejetando material de sua superfície. Depois de concluir que essas partículas não comprometiam a segurança da espaçonave, a missão começou observações dedicadas para documentar completamente a atividade.
"Entre as muitas surpresas de Bennu, as ejeções de partículas despertaram nossa curiosidade e passamos os últimos meses investigando esse mistério", disse Dante Lauretta, pesquisador principal do OSIRIS-REx na Universidade do Arizona, Tucson. "Esta é uma ótima oportunidade para expandir nosso conhecimento de como os asteroides se comportam".
Depois de estudar os resultados das observações, a equipe da missão divulgou suas descobertas em um artigo científico publicado em 6 de dezembro. A equipe observou os três maiores eventos de ejeção de partículas em 6 e 19 de janeiro e 11 de fevereiro e concluiu que os eventos se originaram de diferentes locais da superfície da Bennu. O primeiro evento teve origem no hemisfério sul e o segundo e o terceiro ocorreram perto do equador. Todos os três eventos ocorreram no final da tarde em Bennu.
A equipe descobriu que, após a ejeção da superfície do asteroide, as partículas orbitaram brevemente Bennu e caíram de volta à sua superfície ou escaparam para o espaço. As partículas observadas viajaram a uma velocidade de até 3 metros por segundo e mediam de uma polegada a 10 cm. Aproximadamente 200 partículas foram observadas durante o maior evento, que ocorreu em 6 de janeiro.
A equipe investigou uma ampla variedade de mecanismos possíveis que poderiam ter causado os eventos de ejeção e reduziu a lista a três candidatos: impactos de meteoroides, fratura por estresse térmico e liberação de vapor de água.
Os impactos de meteoroides são comuns na vizinhança de Bennu, e é possível que esses pequenos fragmentos de rocha espacial estejam atingindo o asteroide onde o OSIRIS-REx não esteja observando, expelindo partículas soltas com o momento de seu impacto.

Na animação acima as trajetórias modeladas de partículas que foram ejetadas da superfície de Bennu em 19 de janeiro. Após a ejeção da superfície do asteroide, as partículas orbitaram brevemente Bennu e caíram de volta à sua superfície ou escaparam para o espaço.

A equipe também determinou que a fratura térmica é outra explicação razoável. As temperaturas da superfície de Bennu variam drasticamente ao longo do seu período de rotação de 4,3 horas. Embora seja extremamente frio durante a noite, a superfície do asteroide aquece significativamente no meio da tarde, quando os três principais eventos ocorreram. Como resultado dessa mudança de temperatura, as rochas podem começar a rachar e quebrar e, eventualmente, partículas podem ser ejetadas da superfície. Esse ciclo é conhecido como fratura por estresse térmico.
A liberação de água também pode explicar a atividade do asteroide. Quando água bloqueada pela argila em Bennu é aquecida, a água pode começar a der liberada e criar pressão. É possível que, à medida que a pressão se acumule nas rachaduras e nos poros das rochas, a superfície possa ficar agitada, causando a erupção de partículas.
Mas a natureza nem sempre permite explicações simples. "Pode ser que mais de um desses mecanismos esteja em jogo", disse Steve Chesley, autor do artigo e pesquisador sênior do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. "Por exemplo, fraturas térmicas podem estar cortando o material da superfície em pedaços pequenos, facilitando muito o impacto dos meteoroides no lançamento de pedras no espaço".
Se a fratura térmica, os impactos de meteoroides ou ambos são, de fato, as causas desses eventos de ejeção, é provável que esse fenômeno esteja acontecendo em todos os asteroides pequenos, pois todos experimentam esses mecanismos. No entanto, se a liberação de água é a causa desses eventos de ejeção, esse fenômeno seria específico para asteroides que contêm minerais contendo água, como Bennu.
A atividade de Bennu apresentará maiores oportunidades de ser solucionada quando a amostra for coletada e devolvida à Terra para estudo. Muitas das partículas ejetadas são pequenas o suficiente para serem coletadas pelo mecanismo de amostragem da sonda, o que significa que a amostra retornada pode conter algum desse material. Determinar que uma partícula específica é o resultado dessas ejeções pode ser um feito científico semelhante a encontrar uma agulha no palheiro. O material que retornará à Terra de Bennu, no entanto, quase certamente aumentará nossa compreensão dos asteroides, mesmo que o fenômeno de ejeção de partículas continue sendo um mistério.
A coleta de amostras está programada para o verão de 2020 e a amostra será entregue à Terra em setembro de 2023.

Fonte: NASA