p Em 2005, a nave espacial Hayabusa desenvolvida pela Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) pousou em Itokawa, um pequeno asteróide próximo à Terra com o nome do famoso cientista japonês Hideo Itokawa. O objetivo da missão não tripulada era estudar o asteróide e coletar uma amostra de material para ser devolvido à Terra para análise. Ao contrário das previsões científicas de que pequenos asteróides são pepitas de rocha estéreis, fotografias tiradas pela espaçonave Hayabusa revelaram que a superfície de Itokawa está repleta de partículas de tamanhos diferentes. Ainda mais intrigante foi a separação lateral de partículas pequenas e grandes - com grandes rochas ocupando as terras altas e pequenos seixos ocupando as terras baixas. p Pesquisadores da Universidade de Pós-Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST), Japão, em colaboração com pesquisadores da Rutgers University, EUA, usaram uma combinação de experimentos, simulações e análises para propor um mecanismo subjacente à classificação lateral por tamanho de partículas em Itokawa:pequenas pedras que atingem a superfície de Itokawa ricocheteiam de pedras, mas afundam em regiões ricas em pedras.

p A classificação por tamanho de partículas em Itokawa foi anteriormente atribuída ao Efeito Castanha do Brasil (BNE), no qual partículas de tamanhos diferentes se separam durante a agitação vertical sustentada na presença da gravidade. Semelhante ao fenômeno em que sacudir uma caixa de granola faz com que grandes cachos subam à superfície e aveia menor afunde para o fundo, grandes pedregulhos sobem à superfície das pilhas de asteróides, enquanto seixos menores afundam. Mas, mesmo que o BNE possa ser responsável pelas rochas subindo à superfície, não consegue explicar a segregação lateral observada de partículas.

p "Junto com pesquisadores da Rutgers University, descobrimos uma razão mais simples e viável para a classificação por tamanho de partículas em Itokawa, "diz o professor Pinaki Chakraborty, chefe da Unidade de Mecânica dos Fluidos do OIST.

p As evidências, a ser publicado em Cartas de revisão física dar uma visão sobre a formação e evolução de pequenos asteróides, fornecendo uma janela para os primeiros estágios do sistema solar.

p A partir das fotos, pode-se observar que os volumes de rochas e seixos na superfície de Itokawa são comparáveis, o que significa que deve haver muito mais pedras por número. Segue-se que a maioria das colisões que formaram o asteróide deve ter sido de pequenas partículas. Isso é significativo porque quando uma pedra atinge uma pedra, ela ricocheteia, ao passo que, quando atinge um mar de outras pedras, seu ímpeto morre. Os pesquisadores previram que esse processo - que eles chamaram de 'classificação balística' - poderia ser a base do fenômeno de classificação por tamanho de Itokawa.

p Para testar isso experimentalmente, pesquisadores da Universidade Rutgers jogaram partículas de areia em uma placa de cerâmica para modelar pedras que colidem com pedras e outras pedras. Eles observaram que quando as partículas de areia atingem a placa, eles rebatem, mas quando eles atingem um monte de areia, eles agregam, levando ao crescimento de pilhas de areia.

p "Esses experimentos iniciais mostram que a areia em queda ricocheteia nas pedras, mas fica perto de regiões arenosas, "explica o professor Troy Shinbrot da Rutgers University e principal autor do estudo.

p Próximo, O Prof. Shinbrot e seus colegas jogaram partículas de areia em pedras que foram colocadas aleatoriamente no fundo de uma caixa. Medir o tamanho das ilhas de areia ao longo do tempo, a equipe mostrou que a área das ilhas cresce de acordo com a equação de Hill, que é usado para descrever processos nos quais uma acumulação inicial promove acumulação posterior.

p A fim de testar se esses resultados experimentais se aplicam a Itokawa - que tem gravidade muito menor do que a da Terra - Dr. Tapan Sabuwala da Unidade de Física Contínua do OIST, conduziu simulações de computador nas quais variou a gravidade e quantificou o efeito de classificação balística, jogando pedras em um substrato de pedras e pedras e rastreando a trajetória de cada pedra. Ele descobriu que as pedras que atingem pedras viajam mais longe do que as pedras que atingem outras pedras, independentemente da atração gravitacional.

p "Nossas simulações confirmam que os mares de seixos crescem porque os seixos que chegam ricocheteiam nas pedras, mas colidem de forma inelástica com outros seixos, "diz o Dr. Sabuwala." Também descobrimos que a classificação balística leva à formação de mares de seixos planos em vales gravitacionais. "

p Com base em experimentos e simulações, a equipe concluiu que a deposição de seixos em baixa velocidade resulta em um crescimento previsível dos mares de seixos.

p "Acreditamos que a classificação balística pode ser o mecanismo dominante subjacente à classificação por tamanho de partículas em pequenos asteróides como Itokawa, "diz o Prof. Shinbrot." Asteroides maiores também podem passar por classificação balística, mas porque são mais suscetíveis a impactos de alta energia e outros fatores de interrupção da paisagem, a situação é mais complicada. "

p Imagem preliminar do asteroide Bennu, que é comparável em tamanho ao Itokawa, sugere que também exibe segregação de tamanho lateral de partículas em sua superfície. Espera-se que uma exploração de Bennu liderada pela NASA, com início em 2018, forneça mais informações sobre a extensão da classificação balística.

p "Nossa pesquisa pode ser útil para as próximas missões espaciais, particularmente na orientação de pousos bem-sucedidos de espaçonaves em asteróides, "diz o Prof. Chakraborty." Além da missão ao asteróide Bennu, em andamento a missão Hayabusa 2 da JAXA para o asteróide Ryugu e a próxima missão liderada pela NASA para os asteróides Trojan de Júpiter com lançamento previsto para 2021, poderia se beneficiar com esta nova descoberta. "