Pequenos Asteroides Troianos Desafiam Expectativas: O Mistério das Cores em Júpiter

O que você precisa saber

• Os asteroides troianos compartilham a órbita de Júpiter e são como “cápsulas do tempo” do início do sistema solar.
• Asteroides maiores são divididos em dois grupos de cores: “vermelhos” e “menos vermelhos”.
• Um novo estudo revelou que os asteroides menores não seguem essa mesma divisão de cores.
• A missão Lucy da NASA, que chegará aos troianos em 2027, ajudará a desvendar esse mistério cósmico.

Para entender como o nosso sistema solar começou, precisamos olhar para alguns lugares muito estranhos. Um desses lugares é o lar dos chamados asteroides “troianos”, que compartilham a órbita de Júpiter, viajando à frente e atrás do planeta gigante. Mas, por muito tempo, essas cápsulas do tempo cósmicas guardaram um mistério para os astrônomos: por que eles são divididos por cores?

As populações de asteroides maiores são muito claramente divididas em dois grupos distintos: os “vermelhos” e os “menos vermelhos” (já que, aparentemente, todos eles são um pouco vermelhos). Um novo estudo de pesquisadores no Japão tentou resolver esse mistério observando de perto asteroides ainda menores. No entanto, suas descobertas, publicadas recentemente no The Astronomical Journal, trouxeram uma pergunta completamente diferente: por que os pequenos asteroides troianos não têm a mesma divisão de cores?

O Código de Cores dos Asteroides

Para ser claro, o código de cores dos asteroides maiores geralmente acompanha o seu “tipo”. Por exemplo, os asteroides na categoria “vermelha” são tipicamente asteroides do tipo D. Eles são conhecidos por serem extremamente escuros e acredita-se que sejam ricos em moléculas orgânicas complexas. Pense neles como pedaços de carvão cósmico cobertos de poeira antiga.

Por outro lado, os asteroides “menos vermelhos” são mais propensos a ser do tipo P ou tipo C. Embora os do tipo P tenham mais em comum com seus primos do tipo D do que com os do tipo C, a inclinação de sua linha espectrográfica (a forma como refletem a luz) é distintamente “menos vermelha” do que a dos asteroides do tipo D.

Não importa o tamanho do asteroide, essas categorias ainda se aplicam. Mas é muito mais difícil fotografar adequadamente um asteroide menor, especialmente a uma distância tão grande. Uma das principais razões é a rapidez com que eles giram. Imagine tentar tirar uma foto nítida de um pião girando muito rápido; é exatamente esse o desafio dos astrônomos.

A Vantagem do Telescópio Subaru

Os pesquisadores decidiram enfrentar esse desafio usando a última rodada de observações da Suprime-Cam no Telescópio Subaru de 8,2 metros, localizado no Havaí. Ao fazer isso, eles utilizaram uma grande vantagem que a Suprime-Cam tinha sobre sua sucessora: a capacidade de trocar de filtros rapidamente.

Como os asteroides menores giram mais rápido, os astrônomos precisam capturar várias imagens deles em diferentes comprimentos de onda (cores de luz) para calcular a média de seu perfil espectrográfico. Se eles girarem muito rápido, os diferentes filtros capturam lados do asteroide que já mudaram de posição, deixando um cálculo impreciso de qual é a verdadeira assinatura de cor do asteroide. A velocidade mais rápida de troca de filtro da Suprime-Cam foi fundamental para esta pesquisa, pois permitiu um período de tempo mais curto para o asteroide girar entre as leituras de dados.

Os pesquisadores encontraram 120 troianos “pequenos” e os reduziram a 44 amostras imparciais, variando de cerca de 3 km a cerca de 16 km de diâmetro. Eles então alternaram entre duas trocas de filtro em pouco menos de uma hora, permitindo-lhes capturar todos os lados diferentes desses asteroides.

Um Mistério que Desafia as Teorias

Com esses novos dados, surgiu uma característica claramente distinta. Os troianos maiores típicos podem ser categorizados em uma de duas categorias: “vermelhos” ou “menos vermelhos”. Os menores não mostraram tal divisão. Havia uma curva geral de seus espectros que mostrava uma distribuição uniforme em todo o espectro de cores. Além disso, eles descobriram que o tamanho também não importava muito, com a distribuição de tamanho sendo igual para objetos “vermelhos” e “menos vermelhos”.

Isso vai contra décadas de dados observados de troianos maiores. E isso tem sido um mistério por quase o mesmo tempo. Existem várias teorias de formação sobre os asteroides troianos. As duas principais são que eles se formaram perto da órbita de Júpiter e foram capturados enquanto o planeta estava nascendo. A segunda é que o caos causado pela “migração” do próprio Júpiter no início da história do sistema solar espalhou um monte de rochas do cinturão de Kuiper (uma região gelada além de Netuno) que foram eventualmente capturadas pela gravidade de Júpiter para se tornarem os troianos.

Mas se qualquer uma dessas teorias fosse verdadeira, isso não explica por que os troianos maiores são divididos em dois grupos de cores distintos. Afinal, se eles vêm do mesmo lugar, não deveriam ter a mesma cor? Uma solução potencial para esse dilema é conhecida como o “modelo de evolução colisional”. Sugere que, quando um troiano vermelho sofre uma colisão catastrófica, sua superfície rica em materiais voláteis é levada embora, deixando-o “menos vermelho”.

Infelizmente, esses novos dados vão contra isso. Objetos vermelhos e menos vermelhos existem nas mesmas proporções em tamanhos pequenos, enquanto, de acordo com a teoria, deveria haver significativamente mais objetos “menos vermelhos” quanto menores os objetos fossem. Então, como em toda boa ciência, é hora de coletar mais dados.

A Missão Lucy ao Resgate

Felizmente, já temos uma missão que fará exatamente isso. A espaçonave Lucy da NASA está a caminho dos troianos, iniciando seus sobrevoos em 2027. Ela visitará versões maiores de asteroides dos tipos C, P e D durante sua missão de 12 anos, e esperamos que seja capaz de responder a algumas dessas questões fundamentais sobre a população geral dessas janelas para o início do sistema solar.

Também é provável que, quando a Lucy começar a enviar imagens de alta resolução de alguns desses objetos, nós, humanos, teremos dificuldade em distinguir entre os “vermelhos” e os “menos vermelhos”. Mas é para isso que temos câmeras especializadas para fazer o trabalho por nós. A Suprime-Cam certamente mereceu seu merecido descanso agora que os últimos resultados de sua missão de observação de 18 anos foram publicados.

E não se esqueça, mantenha sempre seus olhos no céu!

Perguntas frequentes

O que são asteroides troianos?
São asteroides que compartilham a mesma órbita de um planeta maior, como Júpiter, viajando em grupos à frente e atrás do planeta. Eles são considerados restos da formação inicial do nosso sistema solar.

Por que a cor dos asteroides é importante?
A cor de um asteroide nos dá pistas sobre sua composição química e de onde ele veio. Asteroides mais vermelhos costumam ter mais materiais orgânicos complexos em sua superfície.

O que a missão Lucy da NASA vai fazer?
A missão Lucy é a primeira espaçonave projetada para visitar e estudar de perto os asteroides troianos de Júpiter. Ela nos ajudará a entender melhor a origem e a evolução do nosso sistema solar.