Amostras do asteroide Bennu da missão OSIRIS-REx da NASA revelam origens inesperadas

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

Tal como os cientistas esperavam, este asteroide está a revelar pistas sobre os primórdios do nosso Sistema Solar. E Bennu é mais do que uma simples rocha espacial: além de material do próprio Sistema Solar, contém também material originado fora dele.

Bennu descreve uma órbita que o aproxima da Terra de seis em seis anos. Por isso, é classificado como um asteroide próximo da Terra (NEA) e como um objecto potencialmente perigoso (PHO).

Porque a NASA escolheu Bennu para a OSIRIS-REx

Quando a NASA preparou a missão OSIRIS-REx - que visitou Bennu e trouxe uma amostra -, a escolha foi o desfecho de uma avaliação científica e de engenharia exigente entre vários asteroides candidatos. Por estar relativamente perto da Terra e por ser um asteroide carbonáceo primitivo, Bennu acabou por ser seleccionado como alvo.

O asteroide tem dimensão suficiente para permitir entrar em órbita e recolher material, e a análise espectroscópica da superfície já indicava a presença de componentes valiosos para estudo, como materiais ricos em carbono e minerais hidratados.

Agora, quase nove anos depois do lançamento da OSIRIS-REx, as amostras estão a ser analisadas em laboratórios por todo o mundo.

As amostras do asteroide Bennu e os três estudos publicados

Três artigos científicos publicados recentemente mostram que Bennu se formou a partir de materiais tanto do interior como do exterior do nosso Sistema Solar. Os mesmos trabalhos descrevem ainda como parte do material do asteroide foi transformado pela exposição ao ambiente espacial e por interacções com água.

• A diversidade e a origem dos materiais agregados pelo asteroide progenitor de Bennu
• Evidência mineralógica de alteração hidrotermal nas amostras de Bennu
• Efeitos da meteorização espacial nas amostras do asteroide Bennu

Jessica Barnes, professora associada no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, é co-autora principal de uma das publicações.

"Este é um trabalho que simplesmente não se consegue fazer com telescópios", afirmou Barnes num comunicado.

"É extremamente entusiasmante conseguirmos finalmente dizer estas coisas sobre um asteroide com o qual sonhámos ir durante tanto tempo e do qual, no fim, trouxemos amostras."

Mistura de material do Sistema Solar e de fora dele

O corpo progenitor de Bennu pertence à família de asteroides Polana. Ao longo da sua história, colisões sucessivas deram origem a Bennu, e o corpo original já continha uma mistura de material do nosso Sistema Solar e de fora dele. Como consequência, Bennu também reúne material vindo de regiões próximas do Sol, de zonas muito distantes do Sol e até de outras estrelas.

Esse corpo progenitor formou-se a partir dessa mistura há mais de 4 mil milhões de anos, quando o próprio Sistema Solar estava a nascer. O artigo A diversidade e a origem dos materiais agregados pelo asteroide progenitor de Bennu descreve este cenário em pormenor.

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

"Pensamos que este corpo progenitor foi atingido por um asteroide que vinha em trajectória de colisão e foi despedaçado. Depois, os fragmentos voltaram a agregar-se, e isto pode ter acontecido várias vezes."

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

"Asteroides que não passaram por diferenciação planetária preservam evidência destes materiais primários agregados."

As amostras de Bennu indicam que grande parte do material superficial foi modificada por interacções hidrotermais que alteraram as suas composições isotópicas, a química e a mineralogia global. Mas nenhuma das amostras foi alterada.

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

Um dos resultados mais marcantes destas amostras é a grande quantidade de material oriundo de fora do nosso Sistema Solar. Esta poeira estelar antiga é anterior ao Sistema Solar e é identificada pela sua composição isotópica, que a distingue do material formado aqui. Isso significa que a “receita” de Bennu é mais complexa do que se pensava.

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

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

Alteração hidrotermal e meteorização espacial ao longo do tempo

Embora parte do material de Bennu não tenha sido afectada por meteorização espacial, por processos químicos e até por colisões, uma parcela significativa foi transformada. O segundo artigo, Evidência mineralógica de alteração hidrotermal nas amostras de Bennu, conclui que a maior parte do material de Bennu foi modificada por processos hidrotermais.

"A evidência mineralógica indica alteração de minerais agregados por um fluido que evoluiu ao longo do tempo, levando a corrosão, dissolução e reprecipitação", escrevem os autores.

"Pensamos que o asteroide progenitor de Bennu agregou muito material gelado proveniente do Sistema Solar exterior, que acabou por derreter com o tempo", disse Tom Zega, director do Laboratório Kuiper-Arizona e co-líder do estudo.

O calor remanescente da formação de Bennu - ou o calor produzido por impactos posteriores - pode ter derretido gelo no interior do asteroide. A água resultante teria interagido com minerais de silicatos, desencadeando reacções hidrotermais responsáveis pelas mudanças observadas nas amostras.

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

O terceiro artigo, Efeitos da meteorização espacial nas amostras do asteroide Bennu, mostra de que forma impactos de micrometeoritos foram alterando Bennu ao longo da sua longa existência.

"Os processos de meteorização espacial, dominados por impactos de micrometeoróides e pela irradiação solar, modificam a mineralogia e a química das superfícies expostas", explicam os autores.

"A comparação das amostras de Bennu com as recolhidas nos asteroides Ryugu e Itokawa sugere que os impactos de micrometeoróides podem ter um papel mais activo e rápido na meteorização espacial das superfícies asteroidais do que inicialmente se sugeria, particularmente em corpos carbonáceos."

Algumas partículas da amostra apresentam marcas de impactos de micrometeoróides. Estes impactos - juntamente com o vento solar - são considerados meteorização espacial. Sem atmosfera que atenue estes choques minúsculos, a superfície de Bennu tem sido continuamente bombardeada. O estudo indica que a meteorização espacial ocorre muito mais depressa do que se estimava.

"Depósitos de fusão 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 estas estatísticas)", afirma o artigo.

"Em conjunto, estes resultados sugerem que os impactos de micrometeoróides desempenham um papel mais importante na meteorização espacial das superfícies asteroidais do que se sugeria a partir de observações iniciais de amostras asteroidais trazidas de volta."

A maioria dos fragmentos de asteroides que chega à Terra arde ao atravessar a atmosfera. Mas a atmosfera terrestre é implacável: mesmo os meteoritos que sobrevivem à entrada ficam expostos a ela e podem alterar-se rapidamente. É por isso que as missões de recolha e retorno de amostras são tão importantes para compreender o Sistema Solar.

"Os que chegam ao solo podem reagir com a atmosfera terrestre, sobretudo se o meteorito não for recuperado rapidamente depois de cair", disse Zega, "razão pela qual missões de retorno de amostras como a OSIRIS-REx são críticas".

Este artigo foi originalmente publicado pela Universo Hoje. Leia o artigo original.