São 5 horas em algum lugar, e enquanto estiver aqui na Terra, "happy hour" é comumente associado ao relaxamento e à bebida gelada opcional, é quando as coisas acontecem Bennu, o asteróide de destino da missão OSIRIS-REx da NASA.

Em uma coleção especial de artigos de pesquisa publicada em 9 de setembro na Journal of Geophysical Research:Planets , a equipe científica OSIRIS-REx relata observações detalhadas que revelam que Bennu está descartando material regularmente. A espaçonave OSIRIS-REx deu aos cientistas planetários a oportunidade de observar tal atividade de perto pela primeira vez, e a superfície ativa de Bennu ressalta uma imagem emergente na qual os asteróides são mundos bastante dinâmicos. As partículas em fuga são o início de muitas revelações - de seu campo gravitacional, para sua composição interior, O carisma de Bennu continua se revelando para a equipe.

As publicações fornecem o primeiro olhar aprofundado sobre a natureza dos eventos de ejeção de partículas de Bennu, detalhar os métodos usados ​​para estudar esses fenômenos, e discuta os prováveis ​​mecanismos em funcionamento que fazem com que o asteróide libere pedaços de si mesmo no espaço.

A primeira observação de partículas saindo da superfície do asteróide foi feita em janeiro de 2019, poucos dias depois que a espaçonave chegou a Bennu. Este evento pode ter passado completamente despercebido, não fosse pelo olhar atento do astrônomo chefe da missão e cientista do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, Carl Hergenrother, um dos principais autores da coleção.

Muito parecido com os exploradores oceânicos nos séculos passados, a sonda espacial depende de estrelas para fixar sua posição no espaço e permanecer no curso durante sua viagem de anos através do espaço. Uma câmera de navegação especializada a bordo da espaçonave captura imagens repetidas de estrelas de fundo. Ao cruzar as referências das constelações, a nave "vê" com mapas estelares programados, correções de curso podem ser feitas conforme necessário.

Hergenrother estava debruçado sobre essas imagens que a espaçonave transmitiu de volta à Terra quando algo chamou sua atenção. As imagens mostravam a silhueta do asteróide contra um céu preto pontilhado com muitas estrelas - exceto que parecia haver muitas.

"Eu estava olhando para os padrões de estrelas nessas imagens e pensei, 'Hã, Eu não me lembro daquele aglomerado de estrelas, "Hergenrother disse." Eu só percebi isso porque havia 200 pontos de luz onde deveria haver cerca de 10 estrelas. Fora isso, parecia ser apenas uma parte densa do céu. "

Uma inspeção mais detalhada e uma aplicação de técnicas de processamento de imagem revelaram o mistério:o "aglomerado de estrelas" era na verdade uma nuvem de minúsculas partículas que foram ejetadas da superfície do asteróide. As observações posteriores feitas pela espaçonave revelaram os traços reveladores típicos de objetos se movendo ao longo do quadro, separando-os das estrelas de fundo que parecem estacionárias devido às suas enormes distâncias.

"Pensamos que a superfície coberta de rochas de Bennu era a descoberta do curinga no asteróide, mas esses eventos de partículas definitivamente nos surpreenderam, "disse Dante Lauretta, Pesquisador principal da OSIRIS-REx e professor da LPL. "Passamos o ano passado investigando a superfície ativa de Bennu, e nos deu uma oportunidade notável de expandir nosso conhecimento sobre como os asteróides ativos se comportam. "

Desde que cheguei ao asteróide, a equipe observou e rastreou mais de 300 eventos de ejeção de partículas em Bennu. De acordo com os autores, algumas partículas escapam para o espaço, outros orbitam brevemente o asteróide, e a maioria cai de volta em sua superfície depois de ser lançada. As ejeções ocorrem com mais frequência durante o período de duas horas da tarde e da noite local de Bennu.

A espaçonave é equipada com um sofisticado conjunto de olhos eletrônicos - o Touch-and-Go Camera Suite, ou TAGCAMS. Embora seu objetivo principal seja auxiliar na navegação de espaçonaves, TAGCAMS agora foi colocado em serviço ativo localizando quaisquer partículas nas proximidades do asteróide.

Usando algoritmos de software desenvolvidos no Catalina Sky Survey, que se especializou em descobrir e rastrear asteróides próximos à Terra, detectando seu movimento contra estrelas de fundo, a equipe OSIRIS-REx descobriu que as maiores partículas em erupção de Bennu têm cerca de 6 centímetros (2 polegadas) de diâmetro. Devido ao seu pequeno tamanho e baixas velocidades - isso é como uma chuva de pedrinhas minúsculas em super-slo-mo - a equipe da missão não considera as partículas uma ameaça à espaçonave.

"O espaço é tão vazio que mesmo quando o asteróide está lançando centenas de partículas, como vimos em alguns eventos, as chances de um deles atingir a espaçonave são extremamente pequenas, "Hergenrother disse, "e mesmo que isso acontecesse, a grande maioria deles não é rápida ou grande o suficiente para causar danos. "

Durante uma série de campanhas de observação entre janeiro e setembro de 2019, dedicadas à detecção e rastreamento da massa ejetada do asteróide, um total de 668 partículas foram estudadas, com a grande maioria medindo entre 0,5 e 1 centímetro (0,2-0,4 polegadas), e movendo-se a cerca de 20 centímetros (8 polegadas) por segundo, tão rápido - ou lento - quanto um besouro correndo pelo chão. Em uma instância, um outlier rápido foi medido em cerca de 3 metros (9,8 pés) por segundo.

Na média, os autores observaram uma a duas partículas disparadas por dia, com grande parte do material caindo de volta no asteróide. Adicione a isso os pequenos tamanhos de partícula, e a perda de massa torna-se mínima, Hergenrother explicou.

"Para te dar uma ideia, todas as 200 partículas que observamos durante o primeiro evento após a chegada caberiam em um bloco de 4 polegadas x 4 polegadas, "ele disse." O fato de que podemos até mesmo vê-los é uma prova da capacidade de nossas câmeras. "

Os autores investigaram vários mecanismos que poderiam causar esses fenômenos, incluindo vapor de água liberado, impactos por pequenas rochas espaciais conhecidas como meteoróides e rochas rachando devido ao estresse térmico. Os dois últimos mecanismos foram considerados as forças motrizes mais prováveis, confirmando as previsões sobre o ambiente de Bennu com base em observações terrestres anteriores à missão espacial.

Como Bennu completa uma rotação a cada 4,3 horas, rochas em sua superfície são expostas a um ciclo térmico constante, pois aquecem durante o dia e esfriam durante a noite. Hora extra, as rochas racham e quebram, e eventualmente partículas podem ser lançadas da superfície. O fato de as ejeções de partículas serem observadas com maior frequência no final da tarde, quando as rochas esquentam, sugere que o craqueamento térmico é um fator importante. O tempo dos eventos também é consistente com o tempo dos impactos de meteoróides, indicando que esses pequenos impactos podem estar jogando material da superfície. Qualquer, ou ambos, desses processos podem estar conduzindo as ejeções de partículas, e por causa do ambiente de microgravidade do asteróide, não é preciso muita energia para lançar um objeto da superfície de Bennu.

"As partículas foram um presente inesperado para a ciência da gravidade em Bennu, uma vez que nos permitiram ver pequenas variações no campo gravitacional do asteróide que não saberíamos de outra forma, "disse Steve Chesley, autor principal de um dos estudos publicados na coleção e cientista pesquisador sênior do Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia. "As trajetórias mostram que o interior de Bennu não é uniforme. Em vez disso, existem bolsas de material de densidade mais alta e mais baixa dentro do asteróide. "

Das partículas que a equipe observou, alguns tinham trajetórias suborbitais, mantê-los no ar por algumas horas antes que eles se acomodassem, enquanto outros voam do asteróide para entrar em suas próprias órbitas ao redor do sol.

Em uma instância, a equipe rastreou uma partícula enquanto ela circulava o asteróide por quase uma semana. As câmeras da espaçonave até testemunharam um ricochete, de acordo com Hergenrother.

"Uma partícula desceu, atingiu uma rocha e voltou à órbita, "disse ele." Se Bennu tem esse tipo de atividade, então há uma boa chance de todos os asteróides fazerem, e isso é realmente emocionante. "

Enquanto Bennu continua a se revelar, a equipe OSIRIS-REx continua a descobrir que este pequeno mundo é incrivelmente complexo. Essas descobertas podem servir como base para futuras missões planetárias que buscam melhor caracterizar e compreender como esses pequenos corpos se comportam e evoluem.