Conheça Phaethon, o asteroide que acha que é um cometa

Qual é a diferença entre um asteroide e um cometa? Um cometa é basicamente uma bola suja composta de rocha e gelo. A imagem clássica é a de uma “estrela” brilhante no céu noturno com uma longa cauda curva que se estende pelo espaço. Isso é o que acontece quando eles se aproximam do Sol e começam a emitir gases e a liberar poeira. Normalmente, isso continua até que não reste nada além de rocha, ou até que eles se fragmentem em poeira.

Os asteroides, por outro lado, são basicamente apenas rochas. Eles podem evocar noções de Hans Solo pilotando a Millennium Falcon por um “campo de asteroides” implausivelmente denso para escapar de um enxame de TIE Fighters do Império, mas, na maioria das vezes, eles apenas orbitam silenciosamente o Sol, cuidando da própria vida.

No entanto, esses dois tipos de objetos espaciais nem sempre são tão mutuamente excludentes quanto isso sugere. Deixe-me apresentar Phaethon, um “cometa rochoso” que confunde as definições entre asteroide e cometa, e vou lhe dizer por que valerá a pena prestar atenção nesse objeto fascinante nos próximos anos.

Phaethon foi descoberto por acaso em 1983 por dois astrônomos da Universidade de Leicester, Simon Green e John Davies. Eles o encontraram orbitando o Sol enquanto analisavam imagens coletadas por um telescópio espacial chamado Infrared Astronomical Satellite (Iras). Logo depois, outros astrônomos reconheceram que Phaethon é a fonte da chuva de meteoros anual Geminídeos – uma das exibições de meteoros mais brilhantes do calendário da Terra.

Todo mês de dezembro, quando o nosso planeta atravessa a trilha de poeira deixada por Phaethon, somos brindados com um espetáculo brilhante quando seus grãos queimam em nossa atmosfera. No entanto, o comportamento de Phaethon é diferente do de qualquer outro objeto responsável por uma chuva de meteoros.

Ao contrário dos cometas típicos, que liberam quantidades substanciais de poeira quando se aquecem perto do Sol, Phaethon não parece estar liberando poeira suficiente hoje para ser responsável pelas Geminídeas. Essa ausência de emissões significativas de poeira gera um problema interessante.

A órbita de Phaethon o leva para muito perto do Sol, muito mais perto do que Mercúrio, o planeta mais interno do Sistema Solar. Em sua maior aproximação (denominada periélio), a temperatura de sua superfície atinge extremos de cerca de 730°C.

Seria de se esperar que esse calor intenso removesse todos os materiais voláteis existentes na superfície de Phaethon. Isso deveria expor camadas novas e não aquecidas e liberar grandes volumes de poeira e gás cada vez que ele passasse perto do Sol, ou formar uma crosta estéril que protegesse o interior rico em materiais voláteis de mais aquecimento, levando a uma ausência de liberação de gás ou poeira.

No entanto, nenhum desses processos parece estar ocorrendo. Em vez disso, Phaethon continua a exibir atividade semelhante à de um cometa, emitindo gás, mas não uma nuvem de poeira que o acompanhe. Portanto, ele não está se desprendendo de camadas. Então, o mistério é por que a mesma crosta ainda pode emitir gases voláteis cada vez que é aquecida pelo Sol?

Nosso experimento

Liderei uma pesquisa recém-publicada para resolver esse quebra-cabeça simulando o intenso aquecimento solar que Phaethon experimenta durante seu periélio – sua maior aproximação do Sol.

Usamos lascas de um grupo raro de meteoritos chamados condritos CM, que contêm argilas que se acredita serem semelhantes à composição de Phaethon. Elas foram aquecidas em um ambiente sem oxigênio várias vezes, simulando os ciclos quente-frio/dia-noite que ocorrem em Phaethon quando ele está próximo ao Sol.

Os resultados foram surpreendentes. Ao contrário de outras substâncias voláteis que normalmente seriam perdidas após alguns ciclos de aquecimento, as pequenas quantidades de gases sulfurosos contidas nos meteoritos foram liberadas lentamente, ao longo de muitos ciclos.

Isso sugere que, mesmo após várias passagens próximas do Sol, Phaethon ainda tem gás suficiente para gerar atividade semelhante à de um cometa durante cada periélio.

Mas como isso poderia funcionar? Nossa teoria é que, quando a superfície de Phaethon se aquece, os minerais de sulfeto de ferro armazenados em sua subsuperfície se decompõem em gases, como o dióxido de enxofre. Entretanto, como as camadas superficiais de Phaethon são relativamente impermeáveis, esses gases não conseguem escapar rapidamente. Em vez disso, eles se acumulam abaixo da superfície, por exemplo, em espaços porosos e rachaduras.

À medida que Phaethon gira, o que leva pouco menos de quatro horas, o dia se transforma em noite e a subsuperfície esfria. Alguns dos gases aprisionados são capazes de “retroagir” para formar uma nova geração de compostos. Quando a noite se transforma em dia novamente e o aquecimento recomeça, eles se decompõem e o ciclo se repete.

Por que isso é importante

Essas descobertas não são apenas acadêmicas, mas também têm implicações para a missão Destiny+, da Agência Espacial Japonesa (Jaxa), cujo lançamento está previsto para o final desta década. Essa sonda espacial passará por Phaethon e o estudará usando duas câmeras multiespectrais e um analisador de poeira. Espera-se que ela colete partículas que forneçam mais pistas sobre a composição desse objeto enigmático.

De qualquer forma, a teoria da nossa equipe de pesquisa sobre os processos de emissão de gás de Phaethon será crucial para a interpretação dos dados. Se estivermos certos, isso redefinirá a forma como os cientistas pensam sobre o aquecimento solar como um processo geológico, tornando-o relevante não apenas para os cometas, mas também para os asteroides.

Crucialmente, Phaethon não está sozinho. Há cerca de 95 asteroides que passam a uma distância de apenas 0,2 unidade astronômica (cerca de 30 milhões de quilômetros) do Sol. O que quer que aprendamos com Phaethon poderá oferecer insights sobre seu comportamento e estabilidade a longo prazo também.

Por fim, você deve estar se perguntando como tudo isso se relaciona com a chuva de meteoros Geminídeas. Muito provavelmente, Phaethon estava emitindo poeira há muitos anos. Isso teria produzido a faixa de detritos que cria a chuva de Geminídeas cada vez que as partículas entram em contato com a atmosfera da Terra. Quando falamos de presentes que continuam sendo dados, é difícil pensar em um exemplo melhor.