A superfície acidentada do asteróide Bennu confundiu a NASA, finalmente sabemos por quê

Numa das maiores surpresas da missão OSIRIS-REx da NASA, o seu asteróide alvo, Bennu, revelou-se um mundo irregular e acidentado, coberto por grandes rochas, com poucas das manchas suaves que as observações anteriores de instrumentos baseados na Terra tinham indicado.

“Quando a OSIRIS-REx chegou a Bennu em 2018, ficamos surpresos com o que vimos”, disse Andrew Ryan, cientista do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona em Tucson, que liderou o grupo de trabalho de análise física e térmica de amostras da missão. “Esperávamos algumas pedras, mas previmos pelo menos algumas regiões grandes com regolito mais suave e fino que seriam fáceis de coletar. Em vez disso, parecia que eram todas pedras e ficamos coçando a cabeça por um tempo.”

Particularmente intrigantes foram as observações feitas em 2007 pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA, que mediu a baixa inércia térmica, indicativa de um asteróide cuja superfície aquece e arrefece rapidamente à medida que gira para dentro e para fora da luz solar, como uma praia arenosa na Terra. Isto estava em desacordo com as muitas pedras grandes que a OSIRIS-REx encontrou à chegada, que deveriam agir mais como blocos de betão, libertando calor muito depois de o Sol se pôr.

Os dados recolhidos pela sonda OSIRIS-REx durante a sua campanha de pesquisa no asteróide sugeriram uma possível explicação: as rochas poderiam ser muito mais porosas do que o esperado. Assim que as amostras foram entregues à Terra, os pesquisadores puderam investigar isso mais detalhadamente.

A equipe de Ryan examinou partículas de rocha coletadas na superfície de Bennu usando uma variedade de técnicas de análise laboratorial. Num estudo publicado em Comunicações da Natureza os autores relataram que as rochas são de fato porosas o suficiente para explicar parte da perda de calor observada, mas não toda. Em vez disso, muitas das rochas estavam crivadas de extensas redes de rachaduras.

Para testar se as fissuras poderiam ser a razão para a perda de calor da superfície do asteróide, uma equipa da Universidade de Nagoya, no Japão, analisou o material da amostra de Bennu usando termografia lock-in. Esta técnica baseada em laser permite aos pesquisadores atingir um pequeno ponto na superfície da amostra e medir como o calor se difunde através dele, semelhante à forma como as ondulações se movem através de um lago.

“Foi aí que as coisas ficaram realmente interessantes”, disse Ryan. “A inércia térmica medida nas amostras de laboratório revelou-se muito superior à registada pelos instrumentos da nave espacial, ecoando descobertas semelhantes obtidas pela equipa da missão parceira da OSIRIS-REx, a JAXA (Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial) Hayabusa-2.”

Para fazer previsões significativas sobre como o material se comportaria nas grandes rochas do asteróide, a equipe teve que encontrar uma maneira de aumentar as medições obtidas com as pequenas partículas da amostra.

Usando um porta-luvas, os membros da equipe do Centro Espacial Johnson da NASA, em Houston, selaram as partículas da amostra em recipientes herméticos sob uma atmosfera protetora de nitrogênio e depois as transferiram para um laboratório onde poderiam realizar tomografia computadorizada de raios X, ou varreduras XCT. Depois que uma partícula era escaneada, ela voltava para o porta-luvas.

“A amostra entra em seu próprio ‘traje espacial’, faz uma tomografia computadorizada e depois retorna ao seu ambiente original, tudo sem qualquer exposição ao ambiente terrestre”, disse Nicole Lunning, curadora-chefe de amostras OSIRIS-REx na divisão de Pesquisa e Exploração de Astromateriais da NASA Johnson e uma das co-autoras do estudo. “Podemos fazer imagens através desses recipientes herméticos para visualizar a forma e a estrutura interna da rocha que está dentro.”

“A tomografia computadorizada de raios X nos permite observar o interior de um objeto em três dimensões, sem danificá-lo”, disse Scott Eckley, coautor do estudo e cientista de raios X da NASA Johnson.

Uma vez mapeado desta forma, é criado um arquivo digital tridimensional permanente da forma e do interior de uma amostra de partícula, e os dados são inseridos em um banco de dados público. A equipe de Ryan usou os dados da tomografia computadorizada de raios X para simulações de computador que modelam o fluxo de calor e a inércia térmica. Quando ampliados para o tamanho da rocha, os resultados da inércia térmica concordaram com o que a sonda mediu no asteróide.

Enquanto os cientistas esperavam que as rochas de Bennu fossem extremamente porosas e fofas, talvez até esponjosas, a análise da amostra revelou algo inesperado.

“Acontece que eles também estão realmente quebrados, e essa era a peça que faltava no quebra-cabeça”, disse Ryan.

Ron Ballouz, cientista do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland, e segundo autor do artigo, disse que este trabalho transforma a forma como os cientistas interpretam a estrutura de um asteróide com base nas suas propriedades térmicas vistas da Terra.

“Podemos finalmente fundamentar a nossa compreensão das observações telescópicas das propriedades térmicas de um asteróide através da análise destas amostras desse mesmo asteróide”, disse Ballouz.

O Goddard Space Flight Center da NASA forneceu gerenciamento geral da missão, engenharia de sistemas e segurança e garantia da missão para OSIRIS-REx. Dante Lauretta, da Universidade do Arizona, Tucson, é o investigador principal. A universidade lidera a equipe científica e o planejamento de observação científica e processamento de dados da missão. A Lockheed Martin Space em Littleton, Colorado, construiu a espaçonave e forneceu operações de voo. Goddard e KinetX Aerospace foram responsáveis ​​pela navegação da espaçonave OSIRIS-REx. A curadoria do OSIRIS-REx acontece no Johnson Space Center da NASA em Houston. As parcerias internacionais nesta missão incluem o instrumento OSIRIS-REx Laser Altimeter da CSA (Agência Espacial Canadense) e a colaboração científica de amostras de asteróides com a missão Hayabusa2 da JAXA (Agência de Exploração Aeroespacial do Japão). OSIRIS-REx é a terceira missão do Programa Novas Fronteiras da NASA, gerenciado pelo Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, para a Diretoria de Missões Científicas da agência em Washington.

Por Daniel Stolte
Universidade do Arizona

Para mais informações sobre a missão OSIRIS-REx, visite:

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