Modelos e testes de laboratório sugerem que o asteróide pode estar liberando vapor de sódio enquanto orbita perto do Sol, explicando seu aumento no brilho.

À medida que um cometa se aproxima do sistema solar interno, o sol o aquece, fazendo com que os gelos abaixo da superfície vaporizem no espaço. O vapor de ventilação desaloja poeira e rocha, e o gás cria uma cauda brilhante que pode se estender a milhões de quilômetros do núcleo como um véu etéreo.

Considerando que os cometas contêm muitos sorvetes diferentes, os asteróides são principalmente rochas e não são conhecidos por produzirem exibições majestosas. Mas um novo estudo examina como o asteroide Phaethon próximo à Terra pode de fato exibir atividade semelhante à de um cometa, apesar da falta de quantidades significativas de gelo.

Conhecida por ser a fonte da chuva anual de meteoros Geminídeos, o asteróide de 3,6 milhas de largura (5,8 quilômetros de largura) fica mais claro à medida que se aproxima do sol. Os cometas normalmente se comportam assim:quando aquecem, suas superfícies geladas evaporam, fazendo com que se tornem mais ativos e brilhem à medida que os gases de escape e a poeira espalham mais luz solar. Mas o que está causando o brilho do Phaethon senão a vaporização do gelo?

O culpado pode ser o sódio. Como explicam os autores do novo estudo, Phaethon é alongado, A órbita de 524 dias leva o objeto bem dentro da órbita de Mercúrio, durante o qual o Sol aquece a superfície do asteróide até cerca de 1, 390 graus Fahrenheit (750 graus Celsius). Com uma órbita tão quente, qualquer água, dióxido de carbono, ou o gelo de monóxido de carbono próximo à superfície do asteróide teria sido queimado há muito tempo. Mas nessa temperatura, o sódio pode estar efervescendo da rocha do asteróide para o espaço.

"Phaethon é um objeto curioso que se torna ativo conforme se aproxima do Sol, "disse o líder do estudo Joseph Masiero, um cientista do IPAC, uma organização de pesquisa na Caltech. "Sabemos que é um asteróide e a origem dos Geminídeos. Mas contém pouco ou nenhum gelo, por isso ficamos intrigados com a possibilidade de que o sódio, que é relativamente abundante em asteróides, pode ser o elemento que impulsiona essa atividade. "

Conexão asteróide-meteoro

Masiero e sua equipe foram inspirados pelas observações dos geminídeos. Quando os meteoróides - pequenos pedaços de detritos rochosos do espaço - riscam a atmosfera da Terra como meteoros, eles se desintegram. Mas antes que eles façam, o atrito com a atmosfera faz com que o ar ao redor dos meteoróides atinja milhares de graus, gerando luz. A cor dessa luz representa os elementos que eles contêm. Sódio, por exemplo, cria um tom laranja. Os geminídeos são conhecidos por serem pobres em sódio.

Até agora, presumiu-se que esses pequenos pedaços de rocha de alguma forma perderam seu sódio depois de deixar o asteróide. Este novo estudo sugere que o sódio pode realmente desempenhar um papel fundamental na ejeção dos meteoróides Geminídeos da superfície do Phaethon.

Os pesquisadores acham que, à medida que o asteróide se aproxima do Sol, seu sódio se aquece e evapora. Este processo teria esgotado a superfície de sódio há muito tempo, mas o sódio dentro do asteróide ainda aquece, vaporiza, e efervescendo no espaço através de rachaduras e fissuras na crosta mais externa de Phaethon. Esses jatos forneceriam potência suficiente para ejetar os detritos rochosos de sua superfície. Portanto, o sódio efervescente poderia explicar não apenas o brilho semelhante ao de um cometa do asteróide, mas também como os meteoróides Geminídeos seriam ejetados do asteróide e por que eles contêm pouco sódio.

"Asteróides como o Phaethon têm gravidade muito fraca, então não é preciso muita força para chutar os detritos da superfície ou desalojar a rocha de uma fratura, "disse Björn Davidsson, um cientista do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia e um co-autor do estudo. "Nossos modelos sugerem que quantidades muito pequenas de sódio são tudo o que precisamos para fazer isso - nada explosivo, como o vapor em erupção da superfície de um cometa gelado; é mais uma efervescência constante. "

Testes de laboratório necessários

Para descobrir se o sódio se transforma em vapor e sai da rocha de um asteróide, os pesquisadores testaram amostras do meteorito Allende, que caiu sobre o México em 1969, em um laboratório no JPL. O meteorito pode ter vindo de um asteróide comparável ao Phaethon e pertencer a uma classe de meteoritos, chamados condritos carbonáceos, que se formou durante os primeiros dias do sistema solar. Os pesquisadores então aqueceram fragmentos do meteorito à temperatura mais alta que Phaethon experimentaria ao se aproximar do sol.

"Esta temperatura está em torno do ponto em que o sódio escapa de seus componentes rochosos, "disse Yang Liu, um cientista do JPL e um co-autor do estudo. "Então, simulamos esse efeito de aquecimento ao longo de um 'dia' no Phaethon - seu período de rotação de três horas - e, em comparar os minerais das amostras antes e depois de nossos testes de laboratório, o sódio foi perdido, enquanto os outros elementos foram deixados para trás. Isso sugere que o mesmo pode estar acontecendo no Phaethon e parece concordar com os resultados de nossos modelos. "

O novo estudo apóia um crescente corpo de evidências de que categorizar pequenos objetos em nosso sistema solar como "asteróides" e "cometas" é simplificado demais, dependendo não apenas de quanto gelo eles contêm, mas também quais elementos vaporizam em temperaturas mais altas.

"Nossa última descoberta é que, se as condições forem adequadas, sódio pode explicar a natureza de alguns asteróides ativos, tornando o espectro entre asteróides e cometas ainda mais complexo do que percebemos anteriormente, "disse Masiero.

O estudo, intitulado "Volatilidade do sódio em condritos carbonáceos em temperaturas consistentes com asteróides de baixo periélio, "foi publicado em The Planetary Science Journal em 16 de agosto, 2021.