Um tema popular nos filmes é a chegada de um asteróide que pode extinguir a vida no planeta, e nossos heróis são lançados no espaço para explodi-lo. Mas os asteróides que se aproximam podem ser mais difíceis de quebrar do que os cientistas pensavam, encontra um estudo da Johns Hopkins que usou uma nova compreensão de fratura de rocha e um novo método de modelagem de computador para simular colisões de asteróides.

As evidências, a ser publicado na edição impressa de 15 de março de Icaro , pode ajudar na criação de estratégias de impacto e deflexão de asteróides, aumentar a compreensão da formação do sistema solar e ajudar a projetar esforços de mineração de asteróides.

"Costumávamos acreditar que quanto maior o objeto, mais facilmente quebraria, porque objetos maiores são mais propensos a ter falhas. Nossas descobertas, Contudo, mostram que os asteróides são mais fortes do que pensávamos e requerem mais energia para serem completamente destruídos, "diz Charles El Mir, um recente Ph.D. graduado do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Johns Hopkins e o primeiro autor do artigo.

Os pesquisadores entendem materiais físicos como rochas em escala de laboratório (do tamanho de seu punho), mas tem sido difícil traduzir esse entendimento para objetos do tamanho de cidades, como asteróides. No início dos anos 2000, uma equipe de pesquisa diferente criou um modelo de computador no qual eles inserem vários fatores, como massa, temperatura, e fragilidade material, e simularam um asteróide com cerca de um quilômetro de diâmetro colidindo de frente com um asteróide alvo de 25 quilômetros de diâmetro a uma velocidade de impacto de cinco quilômetros por segundo. Seus resultados sugeriram que o asteróide alvo seria completamente destruído pelo impacto.

No novo estudo, El Mir e seus colegas, K.T. Ramesh, diretor do Hopkins Extreme Materials Institute e Derek Richardson, professor de astronomia da Universidade de Maryland, entrou no mesmo cenário em um novo modelo de computador chamado modelo Tonge-Ramesh, o que explica o mais detalhado, processos em menor escala que ocorrem durante uma colisão de asteróide. Os modelos anteriores não levavam em consideração a velocidade limitada das rachaduras nos asteróides.

"Nossa pergunta era, quanta energia é necessária para realmente destruir um asteróide e quebrá-lo em pedaços? ”diz El Mir.

A simulação foi separada em duas fases:uma fase de fragmentação em escala de tempo curta e uma fase de reacumulação gravitacional em escala de tempo longa. A primeira fase considerou os processos que começam imediatamente após um asteróide ser atingido, processos que ocorrem em frações de segundo. O segundo, fase de longo prazo considera o efeito da gravidade sobre as peças que voam para fora da superfície do asteróide após o impacto, com reacumulação gravitacional ocorrendo muitas horas após o impacto.

Na primeira fase, depois que o asteróide foi atingido, milhões de rachaduras formadas e onduladas por todo o asteróide, partes do asteróide fluíram como areia, e uma cratera foi criada. Esta fase do modelo examinou as rachaduras individuais e predisse os padrões gerais de como essas rachaduras se propagam. O novo modelo mostrou que todo o asteróide não foi quebrado pelo impacto, ao contrário do que se pensava anteriormente. Em vez de, o asteróide impactado tinha um grande núcleo danificado que exerceu uma forte atração gravitacional sobre os fragmentos na segunda fase da simulação.

A equipe de pesquisa descobriu que o resultado final do impacto não foi apenas uma "pilha de entulho - uma coleção de fragmentos fracos frouxamente mantidos juntos pela gravidade. Em vez disso, o asteróide impactado reteve uma força significativa porque não havia rachado completamente, indicando que mais energia seria necessária para destruir asteróides. Enquanto isso, os fragmentos danificados foram agora redistribuídos sobre o grande núcleo, fornecendo orientação para aqueles que desejam minerar asteróides durante futuras aventuras espaciais.

"Pode parecer ficção científica, mas muitas pesquisas consideram as colisões de asteróides. Por exemplo, se houver um asteróide vindo na Terra, será melhor quebrá-lo em pedaços pequenos, ou empurrando-o para ir em uma direção diferente? E se for o último, com quanta força devemos acertá-lo para movê-lo sem que ele se quebre? Estas são questões reais em consideração, "acrescenta El Mir.

"Somos frequentemente impactados por pequenos asteróides, como no evento de Chelyabinsk, alguns anos atrás, "diz Ramesh." É apenas uma questão de tempo antes que essas questões deixem de ser acadêmicas para definir nossa resposta a uma grande ameaça. Precisamos ter uma boa ideia do que devemos fazer quando chegar a hora - e esforços científicos como este são essenciais para nos ajudar a tomar essas decisões. "