Nota de Imprensa

Primeiros resultados dos telescópios do ESO na sequência do impacto da sonda DART num asteroide

21 de Março de 2023

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO, duas equipas de astrónomos observaram o resultado da colisão entre a sonda DART (Double Asteroid Redirection Test) da NASA e o asteroide Dimorphos. O impacto controlado foi um teste de defesa planetária, mas constituiu igualmente uma oportunidade única para aprendermos mais sobre a composição deste asteroide a partir do material expelido.

No dia 26 de Setembro de 2022, a sonda DART colidiu com o asteroide Dimorphos num teste controlado das nossas capacidades de deflexão de asteroides. O impacto ocorreu a 11 milhões de quilómetros de distância da Terra, ou seja, suficientemente perto para que pudesse ser observado com detalhe por muitos telescópios. Os quatro telescópios de 8,2 metros do VLT do ESO, no Chile, observaram na sequência do impacto e os primeiros resultados destas observações foram agora publicados em dois artigos científicos.

“Os asteroides são relíquias bastante inalteradas do material que formou os planetas e as luas do nosso Sistema Solar,” disse Brian Murphy, estudante de doutoramento na Universidade de Edinburgh, Reino Unido, e co-autor de um dos estudos agora publicados. O estudo da nuvem de material ejetado após o impacto da DART pode, por isso, ajudar-nos a compreender melhor a formação do nosso Sistema Solar. “Os impactos entre asteroides ocorrem naturalmente, no entanto nunca sabemos quando vão ocorrer,” explica Cyrielle Opitom, astrónoma na Universidade de Edinburgh e autora principal de um dos artigos. “A sonda DART deu-nos realmente uma excelente oportunidade para estudar um impacto controlado, quase como se este tivesse ocorrido num laboratório.”

Opitom e a sua equipa seguiram a evolução da nuvem de detritos durante um mês, fazendo uso do instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) montado no VLT. Os investigadores descobriram que a nuvem ejetada era mais azul do que o próprio asteroide antes do impacto, o que indica que a nuvem poderia ser constituída por partículas muito pequenas. Nas horas e dias que se seguiram ao impacto, foram-se desenvolvendo outras estruturas: nodos, espirais e uma longa cauda empurrada para longe pela radiação solar. As espirais e a cauda eram mais vermelhas que a nuvem original e, por isso, seriam provavelmente compostas por partículas maiores.

O MUSE permitiu que a equipa de Opitom separasse a luz emitida pela nuvem num padrão do tipo do arco-íris e procurasse as impressões digitais químicas dos diferentes gases. Em particular, os cientistas procuraram as assinaturas de oxigénio e de água com origem no gelo exposto pelo impacto. No entanto, não encontraram nada. “Não se espera que os asteroides contenham quantidades significativas de gelo, por isso detectar algum traço de água teria sido uma verdadeira surpresa,” explica Opitom. A equipa procurou também traços do combustível da sonda DART e também não encontrou nenhum. “Sabíamos que era muito difícil,” diz a investigadora, “uma vez que a quantidade de gás que restaria nos tanques do sistema de propulsão não deveria ser muito. Adicionalmente, parte dele ter-se-ia deslocado para demasiado longe para que pudesse ser detectado pelo MUSE na altura em que começámos a observar.”

Outra equipa, liderada por Stefano Bagnulo, astrónomo no Observatório e Planetário de Armagh, Reino Unido, estudou como é que o impacto da DART alterou a superfície do asteroide.

“Quando observamos objetos do Sistema Solar, estamos a observar a luz solar que é dispersada pelas suas superfícies ou pelas suas atmosferas e que se encontra parcialmente polarizada,” explica Bagnulo. Isto significa que as ondas de luz oscilam ao longo de uma direção privilegiada e não aleatória. “Ao seguirmos como é que a polarização varia com a orientação do asteroide relativamente a nós e ao Sol, podemos revelar a estrutura e a composição da sua superfície.”

Bagnulo e colegas usaram o instrumento FORS2 (FOcal Reducer/low dispersion Spectrograph 2), montado no VLT, para monitorizar o asteroide e descobriram que o nível de polarização diminuiu de repente após o impacto. Ao mesmo tempo, o brilho total do sistema aumentou. Uma explicação possível é que o impacto terá exposto material mais prístino existente no interior do asteroide. “Talvez o material escavado pelo impacto seja intrinsecamente mais brilhante e menos polarizante que o material que se encontra à sua superfície, uma vez que nunca esteve exposto ao vento e à radiação solares,” disse Bagnulo.

Outra possibilidade é que o impacto terá destruído partículas na superfície do asteroide, ejetando assim partículas mais pequenas na nuvem de detritos. “Sabemos que, sob certas condições, os fragmentos mais pequenos são mais eficientes a refletir a luz e menos eficientes a polarizá-la,” explica Zuri Gray, estudante de doutoramento na Universidade e Planetário de Armagh.

Os estudos levados a cabo pelas equipas lideradas por Bagnulo e Opitom mostram bem o potencial do VLT quando os seus diferentes instrumentos trabalham em conjunto. Na realidade, para além do MUSE e do FORS2, o resultado do impacto foi ainda observado com dois outros instrumentos do VLT, estando esses dados a ser analisados. “Este trabalho tirou partido de uma oportunidade única, o envio de uma sonda da NASA que chocou com um asteroide,” conclui Opitom, ”e, por isso, não pode ser repetida por nenhuma infraestrutura futura. Este facto torna os dados obtidos com o VLT na altura e no seguimento do impacto extremamente preciosos no que concerne uma melhor compreensão da natureza dos asteroides.”

Informações adicionais

O trabalho de investigação destacado na primeira parte deste comunicado foi descrito num artigo científico intitulado “Morphology and spectral properties of the DART impact ejecta with VLT/MUSE” publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics (doi:XXX). A segunda parte deste comunicado refere-se ao artigo científico intitulado “Optical spectropolarimetry of binary asteroid Didymos-Dimorphos before and after the DART impact” publicado na revista Astrophysical Journal Letters (doi:XXX).

A equipa que levou a cabo o primeiro estudo é composta por: C. Opitom (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, RU [Edinburgh]), B. Murphy (Edinburgh), C. Snodgrass (Edinburgh), S. Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, RU [Armagh]), S. F. Green (School of Physical Sciences, The Open University, RU), M. M. Knight (United States Naval Academy, EUA), J. de Léon (Instituto de Astrofísica de Canarias, Espanha), J.-Y. Li (Planetary Science Institute, EUA) e D. Gardener (Edinburgh).

A equipa do segundo estudo é composta por: S. Bagnulo (Armagh), Z. Gray (Armagh), M. Granvik (Departamento de Física, Universidade de Helsínquia, Finlândia [Helsinki]; Laboratório de Engenharia de Asteroides, Universidade Técnica de Luleå, Suécia), A. Cellino (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Itália), L. Kolokolova (Department of Astronomy, University of Maryland, EUA), K. Muinonen (Helsinki), O. Muñoz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Espanha), C. Opitom (Edinburgh), A. Penttila (Helsinki) e Colin Snodgrass (Edinburgh).

O Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins construiu e operou a sonda DART e gere a missão DART para o Gabinete de Coordenação de Defesa Planetária da NASA como um projeto do Gabinete de Programas de Missões Planetárias da agência. LICIACube é um projeto da Agência Espacial Italiana (ASI), levado a cabo pela Argotec. Para mais informações sobre a missão DART, consulte a página web https://www.nasa.gov/dart ou https://dart.jhuapl.edu

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como telescópios de rastreio, tal como o VISTA. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infraestruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

Links

• Artigos científicos:
  • Bagnulo et al., Astrophysical Journal Letters
  • Opitom et al., Astronomy & Astrophysics Letters
• Artigo no blog do ESO sobre as observações simultâneas do VLT no seguimento do impacto da DART
• Fotografias do VLT
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2303, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.