Mesmo asteróides relativamente pequenos podem ter histórias de eventos surpreendentes. A sonda Lucy da NASA revelou recentemente que o asteróide DonaldJohansson é um objeto oscilante em forma de amendoim, moldado por colisões, luz solar e até mesmo por um breve encontro com água líquida.
O asteróide formou-se há cerca de 155 milhões de anos, quando os fragmentos se fundiram lentamente numa colisão violenta. Desde então, uma força subtil mas constante gerada pela luz solar alterou a sua rotação, enquanto vestígios de água antiga são preservados na sua superfície rochosa.
Em 20 de abril de 2025, Lucy viajou através do cinturão principal de asteróides a caminho de um grupo de asteróides troianos de Júpiter a cerca de 650 milhas de Donald Johansson. Durante o sobrevôo, a espaçonave capturou as primeiras imagens em close e coletou medições científicas detalhadas. Estas observações revelaram um asteroide que não gira da maneira simples que os cientistas esperavam.
Lucy também fornece vistas detalhadas da forma incomum de Donald Johansson, juntamente com crateras, rochas e outras características da superfície que ajudam a contar a história de sua evolução.
O sobrevôo de Lucy pelo asteróide revela uma rotação incomum
O encontro foi um treino para a futura visita de Lucy ao asteróide de Tróia, começando com o sobrevoo de Eurybates em 12 de agosto de 2027. Ao testar sistemas de naves espaciais e operações de missão, os cientistas tiveram uma oportunidade valiosa de estudar um asteróide anteriormente desconhecido e compará-lo a um Benguet. Missão de devolução de amostras.
Os pesquisadores relataram suas descobertas em 18 de junho na revista ciência.
Antes da chegada de Lucy, os astrônomos que estudavam Donald Johansson da Terra notaram um padrão repetitivo no brilho do asteroide. Estas observações sugeriram que se trata de um objeto alongado que completa uma rotação a cada 10,5 dias terrestres.
Medições aproximadas feitas por naves espaciais revelaram uma realidade mais complexa.
Em vez de girar em torno de um único eixo como a maioria dos asteróides e planetas, Donald Johansson se comporta como um pião instável. Os cientistas descobriram que ele gira de ponta a ponta uma vez a cada 10,5 dias e recua em torno de seu longo eixo uma vez a cada 26,5 dias.
Asteróides em forma de amendoim formados a partir de colisões antigas
Observações baseadas na Terra já haviam indicado que Donald Johansson era alongado, mas Lucy mostrou que o asteroide na verdade consistia em dois lóbulos conectados por um pescoço estreito.
Os cientistas descrevem esse tipo de estrutura como bilobada. Provavelmente formou-se quando dois fragmentos produzidos por uma colisão anterior se juntaram e se fundiram sob a sua própria gravidade.
Os pesquisadores estimam que o asteroide girava pelo menos dez vezes mais rápido logo após sua formação. Nos últimos 20 a 60 milhões de anos, contudo, essa rotação diminuiu gradualmente.
À medida que a taxa de rotação diminui, o equilíbrio entre a força centrífuga e a gravidade muda. Rochas soltas e detritos migraram encosta abaixo, remodelando partes da superfície e contribuindo para a aparência suave de muitas crateras visíveis nas imagens de Lucy.
A equipa acredita que esta desaceleração se deveu ao efeito YORP, um processo subtil impulsionado pela luz solar.
Quando a luz solar aquece um asteroide, a superfície irradia essa energia na forma de radiação infravermelha. Embora a força de recuo resultante seja extremamente pequena, ela funciona continuamente durante milhões de anos. Como a forma de Donald Johansson é irregular, essas pequenas forças não se anulam completamente e, em vez disso, criam um efeito de torção que altera lentamente a rotação do asteróide.
O mesmo processo pode desacelerar ou acelerar a rotação de um asteróide. Bennu, que gira uma vez a cada quatro horas, e Ryugu, que gira aproximadamente uma vez a cada sete horas, provavelmente giravam mais lentamente no passado distante, antes que o YORP aumentasse sua velocidade.
Evidências antigas de água sobre Donald Johansson
Quando Lucy passou por Donald Johansson a cerca de 30.000 mph, seus instrumentos detectaram minerais argilosos ricos em ferro na superfície do asteroide.
Esses minerais só podem se formar na presença de água líquida. No entanto, os cientistas acreditam que a exposição à água foi relativamente breve.
Com o tempo, a interação crônica com a água substitui o ferro dos minerais do solo por outros elementos, como o magnésio. Como o solo de Donald Johansson é rico em ferro, os investigadores concluem que a água líquida esteve presente apenas durante um período limitado.
A situação parece ser diferente para Bennu e Ryugu. Ambos os asteróides contêm argila rica em magnésio, sugerindo que estiveram expostos à água durante muito mais tempo, possivelmente milhões de anos, enquanto ainda faziam parte do progenitor maior.
Estas diferenças podem indicar que os asteróides originais se formaram em momentos diferentes ou em regiões diferentes do Sistema Solar antes de eventualmente se moverem para o cinturão de asteróides principal.
Donald Johansson, comparação de Bennu e Ryugu
Os cientistas acreditam que Donald Johansson se originou dos restos rochosos de um grande asteróide rico em carbono e água que foi destruído por uma colisão no cinturão principal de asteróides.
Bennu e Ryugu provavelmente foram formados pelo mesmo processo e na mesma área geral. No entanto, diferenças importantes os separam.
Donald Johansson tem apenas 155 milhões de anos, o que o torna muito mais jovem que Bennu e Ryugu, que se estima terem se formado entre 1 e 2 bilhões de anos atrás.
Sua história orbital também é diferente. Donald Johansson permaneceu no cinturão de asteróides desde a sua formação, enquanto Bennu e Ryugu eventualmente se moveram para órbitas próximas da Terra que periodicamente os aproximaram do nosso planeta. Essas trajetórias os tornam destinos ideais para missões de retorno de amostras.
“É útil para os cientistas comparar Donald Johansson com asteróides como Bennu e Ryugu, que são asteróides aparentemente semelhantes, porque cada diferença subtil é outra pista para a nossa história de origem,” disse Simone Marchi, vice-investigadora principal de Lucy e principal autora do estudo no South Research Office do instituto em Boulder, Colorado.
“Quando começarmos a aprender mais sobre os troianos, uma população completamente diferente de rochas espaciais com histórias muito diferentes, a nossa compreensão da formação do Sistema Solar será desafiada”, disse Marchi.
Batizada com o nome do famoso ancestral humano fossilizado descoberto na Etiópia em 1974, Lucy está a caminho de ser a primeira missão a explorar os asteróides troianos de Júpiter. Estes objetos antigos e relativamente inalterados formaram-se no início da história do Sistema Solar e podem ajudar os cientistas a compreender melhor como os planetas se formaram e migraram antes de se estabelecerem nas suas localizações atuais.
Lucy é sobre a missão
O principal investigador de Lucy está baseado em Boulder, Colorado, escritório do Southwest Research Institute, com sede em San Antonio. O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, supervisiona o gerenciamento da missão, a engenharia de sistemas e a segurança e garantia da missão. A Lockheed Martin Space de Littleton, Colorado, construiu a espaçonave.
Lucy é a 13ª missão do Programa Discovery da NASA. O programa é gerenciado pelo Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, para a Diretoria de Missões Científicas da agência em Washington.
