Novos Avanços na Compreensão da Rotação dos Asteroides

“Aproveitando o conjunto de dados único do Gaia, ferramentas avançadas de modelagem e IA, revelamos a física oculta que molda a rotação dos asteroides e abrimos uma nova janela para os interiores desses mundos antigos”, disse o Dr. Wen-Han Zhou da Universidade de Tóquio, que apresentou os resultados no EPSC-DPS2025.

O levantamento de todo o céu realizado pelo Gaia construiu um vasto catálogo de curvas de luz de asteroides, que acompanham as mudanças de brilho à medida que asteroides giram. Quando os pesquisadores compararam esses padrões de rotação com o tamanho dos asteroides, perceberam uma lacuna surpreendente separando dois grupos distintos.

Liderado por Zhou, que conduziu grande parte da pesquisa no Observatoire de la Côte d’Azur, na França, a equipe determinou a origem desse divide e resolveu vários mistérios antigos sobre a rotação dos asteroides.

“Construímos um novo modelo de evolução da rotação de asteroides que considera a luta entre dois processos chave, nomeadamente colisões no Cinturão de Asteroides, que podem empurrar os asteroides para um estado de tumbling, e a fricção interna, que gradualmente suaviza sua rotação de volta a uma rotação estável”, disse Zhou. “Quando esses dois efeitos se equilibram, eles criam uma linha divisória natural na população de asteroides.”

Utilizando aprendizado de máquina, a equipe de Zhou comparou os dados dos asteroides do Gaia com seu modelo teórico e descobriu que a posição da lacuna correspondia quase perfeitamente às previsões do modelo.

Os asteroides abaixo da lacuna tendem a girar de forma irregular e lenta, com períodos de rotação inferiores a 30 horas. Aqueles acima dela giram mais rápido e de maneira mais estável.

A Questão do Wobble dos Asteroides

Os cientistas se perguntam há muito por que tantos asteroides oscilaram em vez de girar suavemente, e por que os menores são especialmente propensos a movimentos lentos e erráticos. A análise de Zhou mostra que tanto colisões quanto a luz solar contribuem para isso. O tombamento começa quando um asteroide que gira lentamente é empurrado para fora de equilíbrio por um impacto.

Ordinarimente, espera-se que a luz solar acelere a rotação de um asteroide ao longo do tempo. Quando a luz solar aquece a superfície do asteroide, o calor absorvido é posteriormente reemitido como radiação infravermelha, produzindo um leve impulso que altera gradualmente sua rotação. Para asteroides girando em um único eixo, esse processo ocorre de forma consistente, de modo que o efeito se acumula e pode aumentar a taxa de rotação.

Asteroides tumulando, no entanto, experimentam esse processo de forma desigual. Como a sua rotação é caótica, o calor é absorvido e liberado de regiões que estão constantemente mudando. As forças resultantes se cancelam, impedindo qualquer acúmulo consistente de momento. Esses objetos, portanto, permanecem na zona de rotação lenta identificada nos dados do Gaia.

Esta descoberta oferece mais do que apenas insights teóricos. Ao vincular o comportamento de rotação à estrutura interna, os pesquisadores podem inferir se um asteroide é sólido ou composto de entulho solto. Os dados do Gaia sugerem que muitos são porosos, com cavidades e camadas espessas de poeira e rocha (regolito).

Conhecer a estrutura interna de um asteroide é fundamental para a defesa planetária. Um aglomerado de destroços responderia de maneira muito diferente a um impacto, como o teste DART da NASA, do que um corpo denso e sólido. Com esse método, os astrônomos poderiam em breve construir um catálogo detalhado dos interiores dos asteroides – conhecimento que pode um dia ser essencial para desviar um objeto perigoso com segurança.

“Com os próximos levantamentos, como o Legado do Observatório Vera C. Rubin, poderemos aplicar esse método a milhões de asteroides adicionais, refinando nossa compreensão de sua evolução e composição”, disse Zhou.