Missão OSIRIS-REx: amostras do asteroide Bennu revelam material de fora do Sistema Solar

A missão arrojada de recolher amostras do asteroide Bennu e trazê-las de volta à Terra está a mostrar resultados.

Tal como os cientistas esperavam, o asteroide começa a revelar pistas sobre os primórdios do nosso Sistema Solar. Longe de ser apenas uma rocha espacial, o Bennu guarda não só material formado no Sistema Solar, como também material que veio de fora dele.

O Bennu segue uma órbita que o aproxima da Terra a cada seis anos. Por isso, é classificado como um asteroide próximo à Terra (NEA) e como um objeto potencialmente perigoso (PHO).

Por que a NASA escolheu o Bennu para a OSIRIS-REx

Quando a NASA desenhou a missão OSIRIS-REx - que visitou o Bennu e devolveu uma amostra -, a decisão foi tomada após uma avaliação rigorosa, científica e de engenharia, de diferentes asteroides candidatos. Por estar relativamente próximo da Terra e por ser um asteroide carbonáceo primitivo, o Bennu acabou definido como o alvo.

Além disso, o asteroide tem tamanho suficiente para permitir manobras em órbita e a recolha de material. E as análises espectroscópicas da superfície já indicavam ingredientes valiosos para estudo, como materiais ricos em carbono e minerais hidratados.

Agora, quase nove anos depois do lançamento da OSIRIS-REx, laboratórios no mundo inteiro estão a analisar as amostras.

Amostras do asteroide Bennu: o que os novos estudos mostram

Três artigos publicados recentemente indicam que o Bennu é composto por materiais formados tanto dentro como fora do Sistema Solar. Os trabalhos também descrevem como parte desse material foi modificada pela exposição ao intemperismo espacial e por interações com água.

• A variedade e a origem dos materiais incorporados pelo asteroide progenitor de Bennu
• Evidências mineralógicas de alteração hidrotermal em amostras de Bennu
• Efeitos do intemperismo espacial em amostras do asteroide Bennu

Jessica Barnes, professora associada do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, é coautora principal de uma das publicações.

"Este é um trabalho que simplesmente não dá para fazer com telescópios", disse Barnes, num comunicado.

"É muito empolgante que, finalmente, conseguimos dizer essas coisas sobre um asteroide para o qual sonhamos ir por tanto tempo e do qual, no fim, trouxemos amostras de volta."

O corpo progenitor do Bennu faz parte da família de asteroides Polana. Uma sequência de colisões ao longo do tempo acabou por produzir o Bennu, e o seu progenitor original já continha material tanto do nosso Sistema Solar quanto de além dele. Por isso, o Bennu também reúne material oriundo de regiões próximas ao Sol, de áreas muito distantes do Sol e até de outras estrelas.

Esse corpo progenitor formou-se a partir dessa mistura há mais de 4 bilhões de anos, quando o próprio Sistema Solar estava a nascer. O artigo A variedade e a origem dos materiais incorporados pelo asteroide progenitor de Bennu detalha esse cenário.

"O asteroide progenitor de Bennu pode ter-se formado nas regiões externas do Sistema Solar, possivelmente para além dos planetas gigantes, Júpiter e Saturno", afirmou Barnes.

"Achamos que esse corpo progenitor foi atingido por um asteroide que veio de fora e foi despedaçado. Depois, os fragmentos voltaram a se juntar, e isso pode ter acontecido várias vezes."

"Os primeiros corpos a se formar no Sistema Solar adquiriram os seus materiais de estrelas, da nuvem molecular pré-solar e do disco protoplanetário", escrevem os autores.

"Asteroides que não passaram por diferenciação planetária preservam evidências desses materiais primários incorporados."

As amostras do Bennu indicam que grande parte do material superficial sofreu alterações por interações hidrotermais, que mudaram as suas composições isotópicas, a química e a mineralogia global. Mas nenhuma das amostras foi alterada.

"Mostramos que alguns materiais primários incorporados escaparam da extensa alteração aquosa que ocorreu no asteroide progenitor, incluindo grãos pré-solares de estrelas antigas, matéria orgânica do Sistema Solar externo ou da nuvem molecular, sólidos refratários que se formaram perto do Sol e poeira enriquecida em isótopos de Ti ricos em nêutrons", afirma o artigo.

Um dos resultados mais marcantes dessas amostras é a quantidade de material oriundo de fora do Sistema Solar. Esse pó estelar antigo é mais velho do que o próprio Sistema Solar e é reconhecido pela composição isotópica, que o distingue dos materiais formados aqui. Isso indica que a “receita” do Bennu é mais complexa do que se imaginava.

"São pedaços de poeira estelar de outras estrelas que já morreram há muito tempo, e esses pedaços foram incorporados à nuvem de gás e poeira a partir da qual o nosso Sistema Solar se formou", disse Barnes.

"Além disso, encontramos material orgânico altamente anômalo nos seus isótopos e que provavelmente se formou no espaço interestelar; também temos sólidos que se formaram mais perto do Sol; e, pela primeira vez, mostramos que todos esses materiais estão presentes no Bennu."

Água, reações hidrotermais e intemperismo espacial no Bennu

Embora parte do material do Bennu permaneça intacta - sem alterações por intemperismo espacial, química e até colisões -, uma fração significativa foi modificada. O segundo estudo, Evidências mineralógicas de alteração hidrotermal em amostras de Bennu, conclui que a maior parte do material do Bennu passou por processos hidrotermais.

"As evidências mineralógicas indicam alteração de minerais incorporados por um fluido que evoluiu ao longo do tempo, levando a corrosão, dissolução e reprecipitação", escrevem os autores.

"Acreditamos que o asteroide progenitor de Bennu incorporou muito material gelado do Sistema Solar externo, que derreteu com o tempo", disse Tom Zega, diretor do Laboratório Kuiper-Arizona e co-líder do estudo.

Calor remanescente da formação do Bennu - ou calor gerado por impactos posteriores - pode ter derretido gelo no asteroide. A água resultante teria interagido com minerais silicáticos, desencadeando as reações hidrotermais que alteraram as amostras.

"Agora você tem um líquido em contato com um sólido e calor - tudo o que precisa para começar a fazer química", disse Zega. "A água reagiu com os minerais e formou o que vemos hoje: amostras em que 80% dos minerais contêm água no seu interior, criadas há bilhões de anos, quando o Sistema Solar ainda estava a se formar."

O terceiro artigo, Efeitos do intemperismo espacial em amostras do asteroide Bennu, descreve como impactos de micrometeoritos alteraram o Bennu ao longo da sua longa história.

"Processos de intemperismo espacial, dominados por impactos de micrometeoroides e pela irradiação solar, modificam a mineralogia e a química de superfícies expostas", explicam os autores.

"A comparação das amostras do Bennu com as recolhidas nos asteroides Ryugu e Itokawa sugere que impactos de micrometeoroides podem ter um papel mais ativo e rápido no intemperismo espacial de superfícies asteroides do que se sugeria inicialmente, sobretudo para corpos carbonáceos."

Algumas partículas da amostra exibem marcas desses impactos de micrometeoritos. Esses choques, juntamente com o vento solar, são considerados intemperismo espacial. Sem uma atmosfera a impedir essas colisões minúsculas, a superfície do Bennu foi bombardeada continuamente. O estudo indica que esse processo ocorre muito mais depressa do que se pensava.

"Depósitos de material fundido ocorrem em <0,5% das amostras de Itokawa, 2% das partículas de Ryugu e 20% das partículas de Bennu (embora análises de material adicional possam melhorar essas estatísticas)", afirma o artigo.

"Em conjunto, esses resultados sugerem que impactos de micrometeoroides desempenham um papel mais importante no intemperismo espacial de superfícies asteroides do que se inferia a partir das primeiras observações de amostras de asteroides trazidas de volta."

A maioria dos fragmentos de asteroides que chegam à Terra queima ao atravessar a atmosfera. Mas a atmosfera terrestre é implacável: mesmo meteoritos que sobrevivem à entrada passam a ficar expostos a ela e podem ser alterados rapidamente. Por isso, missões de retorno de amostras de asteroides são tão importantes para compreender o Sistema Solar.

"Os que chegam ao solo podem reagir com a atmosfera da Terra, particularmente se o meteorito não for recuperado rapidamente depois de cair", disse Zega, "e é por isso que missões de retorno de amostras como a OSIRIS-REx são críticas".

Este artigo foi publicado originalmente pela Universe Today. Leia o artigo original.

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