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Cientistas traçam 7 estágios da vida de um meteorito, desde o lançamento da rocha espacial até a superfície da Terra
Estudando 75 meteoritos que caíram na Terra, os cientistas identificaram os sete estágios pelos quais uma rocha espacial passa ao colidir com a nossa atmosfera, cada um dos quais é determinado por diferentes processos físicos.
A pesquisa descobriu que existem mais fatores além da mera evaporação que determinam como os fragmentos de asteróides e cometas perder massa e velocidade ao passar pela atmosfera antes de atingir o solo como meteoritos. Além de simplesmente “queimarem” na atmosfera, as rochas espaciais também passam por períodos de derretimento e fragmentação que ocorrem em diferentes altitudes.
Além de esclarecer os ciclos de vida dos meteoritos, a pesquisa da equipe poderia nos ajudar a entender melhor o que aconteceria se um grande e potencialmente perigoso asteróide deveriam entrar na atmosfera da Terra.
“Costumávamos pensar que as rochas sólidas evaporariam devido ao enorme calor e luz brilhante gerados na colisão aérea”, disse o líder da equipe, Peter Jenniskens, do Instituto SETI e do Centro de Pesquisa Ames da NASA. disse em um comunicado. “Descobrimos, em vez disso, que primeiro o derretimento e depois a fragmentação controlam como uma rocha perde massa.”
Sete etapas para Earthfall
A primeira etapa, fase 1, identificada pela equipe, começa no alto Atmosfera da Terra. A rocha espacial em queda cria uma onda de choque à sua frente que a aquece e ao gás que a rodeia. Isso transforma a rocha espacial em queda em um “estrela cadente“riscando pelo céu.
A fase 2 começa quando o fragmento atinge o ar mais denso e o meteoro começa a brilhar. Nesta fase, os astrónomos podem determinar como a rocha gira com base nas mudanças no brilho.
Este brilho continua até a fase 3, momento em que a rocha espacial se torna um bola de fogo. A equipe descobriu que é nesta fase que a rocha que cai perde mais massa por meio do derretimento. Isso acontece quando o ar flui rapidamente ao redor da rocha e afasta a matéria derretida, deixando um rastro de gotículas que continuam a evaporar.
A cerca de 40 milhas (60 quilômetros) acima da superfície da Terra começa a fase 4, na qual a bola de fogo atinge um equilíbrio de fusão. Neste ponto, a rocha espacial inicial pode ter perdido até 40% da sua massa original.
A Fase 5 marca o ponto em que a rocha começa a fragmentar-se, com peças individuais muitas vezes queimando à medida que se separam do corpo principal. A equipa descobriu que esta ruptura ocorre frequentemente mais cedo do que o esperado, atribuindo isso a fissuras que podem já existir na rocha devido a colisões no espaço.
O que resta da rocha nesta fase encolhe rapidamente, também desacelerando significativamente, com esta desaceleração ocorrendo mais rapidamente se a rocha tiver se fragmentado com mais sucesso.
“Nossa modelagem mostra que, enquanto a parte de trás da rocha espacial permanecer intacta, essa rocha puxa um vácuo em seu rastro, no qual os fragmentos tendem a fluir”, disse o membro da equipe Darrel Robertson, do Centro de Pesquisa Ames da NASA. “Esses pequenos meteoritos caem em uma faixa estreita no chão.”
A bola de fogo explode pela última vez durante a fase 6, à medida que pedaços da rocha espacial se separam mais rapidamente.
“Essa perturbação final envia fragmentos voando a velocidades relativas mais elevadas”, disse Jenniskens. “Em quedas anteriores, notámos que meteoritos maiores que cerca de 20 gramas tendiam a estar mais espalhados, e muitos vieram de perto da superfície da rocha espacial original, que deve ter sido a sua parte traseira.”
No início da fase 7, o derretimento e a fragmentação ainda ocorrem, mas o que resta da rocha espacial desacelerou o suficiente para parar de brilhar. A fusão então cessa, deixando uma fina crosta na superfície do fragmento.
A equipe determinou que os meteoritos que atingem a terra firme, ironicamente, passaram por mais derretimento e fragmentação, o que os atrasou o suficiente para realmente pousar. Os fragmentos são frequentemente pequenos e lentos o suficiente nesta fase para permitir que os ventos da Terra os desviem do curso e determinem onde pousam como meteoritos.
Dos 75 meteoritos investigados nesta pesquisa, a equipe identificou vários tipos diferentes de rochas espaciais compostas por materiais diferentes. Eles conseguiram determinar as altitudes em que esses diferentes tipos de rochas espaciais passaram por cada uma das sete fases identificadas.
Identificar os processos que ocorrem com objetos sólidos que passam pela atmosfera poderia ajudar os cientistas a entender melhor o que aconteceria com objetos maiores e mais perigosos prestes a atingir a Terra. Isso inclui objetos que causam danos quando explodem como “explosões aéreas“ou potencial”asteróides “assassinos de planetas” o tamanho dos quarteirões da cidade.
“Asteróides com até dezenas de metros de tamanho também são rochas sólidas porque tendem a girar mais rápido do que os asteróides maiores com pilhas de entulho”, disse Jenniskens. “O asteróide de 20 metros (66 pés) de diâmetro que causou a explosão aérea CheliabinskRússia, em 2013 passou pelas mesmas fases.”
As descobertas da equipe aparecem em um artigo publicado no Biblioteca Online Wiley.
