Asteroides primordiais podem ter nascido em turbilhões de poeira protoplanetária

A formação de um sistema estelar, como o Sistema Solar, é relativamente bem conhecida: um disco de poeira gira ao redor da estrela (no nosso caso, o Sol) e as partículas desse pó começam a se aglutinar até que formem pequenos pedaços de rocha. Esses pedregulhos continuam colidindo entre si, aglutinando-se, até formar planetas, cometas e asteroides. Mas há alguns mistérios que esse modelo ainda não conseguiu resolver, como é o caso dos asteroides primordiais.

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Seguindo a teoria descrita acima, poderíamos supor que todos os asteroides do Sistema Solar surgiram mais ou menos ao mesmo tempo, quando pequenos aglomerados colidiram com outros para formar pedaços de rochas. À medida que um objeto fica maior, é mais provável que atraia outros aglomerados menores, então há mais probabilidade de sofrer colisões e, desse modo, crescer ainda mais. Mas um estudo recente mostra que esse pode não ser o caso dos asteroides primordiais, porque eles parecem intactos desde o início do Sistema Solar.

Os astrônomos sabem disso porque a maioria dos asteroides possui uma “árvore genealógica”. Na prática, isso significa que os pesquisadores observam a composição química de cada pedregulho espacial e determinam quais deles fazem parte de uma mesma “família”. Em outras palavras, em algum momento da história do Sistema Solar, o “pai” colidiu com outro objeto grande e se despedaçou em vários asteroides “filhos”. Ao observar esses “filhos”, é possível dizer quais vieram do mesmo “pai”.

No entanto, os autores do novo estudo mapearam a árvore genealógica de uma série de asteroides em 2017 e encontraram 17 deles sem nenhuma família. Aparentemente, eles não vieram de nenhuma grande colisão de um “asteroide pai”, por isso recebem o apelido de “primordiais” — nunca sofreram uma alteração, ou seja, conservam muitas de suas características desde a época em que se formaram. Mas como eles se formaram sem passar pela colisão com outros corpos grandes?

No modelo tradicional, os primeiros objetos que se formam do disco de poeira são numerosos. Na verdade, o Sistema Solar provavelmente era um ambiente muito caótico em seus primeiros milhares de anos (atualmente ele tem 4,5 bilhões de anos), de modo que colisões eram algo rotineiro. A própria Lua é fruto da colisão entre a Terra e outro pequeno planetesimal, segundo uma das teorias mais aceitas sobre a formação do nosso satélite natural.

Mas os asteroides primordiais encontrados em 2017 continuam intactos. Não só isso, eles também têm tamanhos muito semelhantes entre si — cerca de 100 km de diâmetro —, o que também é algo inesperado. Se essas rochas tivessem crescido gradualmente no início do Sistema Solar, a tendência seria que tivessem uma grande variedade de tamanhos. O que aconteceu para que sejam tão parecidos e permaneçam intactos?

Segundo o estudo, publicado no Astrophysical Journal, a resposta está em um fenômeno chamado turbulência. Imagine aquele disco de poeira ao redor do Sol, antes da formação dos primeiros pedaços de rocha. Agora, imagine que em alguns trechos desse disco há alguns redemoinhos, como aqueles que às vezes se formam nas ondas da água que fluem sobre as pedras. No início do Sistema Solar, esses redemoinhos (que recebem o nome de turbulência) poderiam ter se formado de modo que a poeira e pedaços das primeiras rochas ficassem presos em uma pequena região. Esse cenário seria ideal para a formação de asteroides na turbulência, através do colapso por atração gravitacional.

A pesquisa mostra que os asteroides primordiais poderiam, de fato, ter surgido dentro dessas turbulências, e não nas colisões em partes do disco onde a distribuição de matéria poderia ser mais uniforme. Segundo o artigo, “o diâmetro característico observado de ~100 km corresponde à massa crítica de uma nuvem de seixos [de poeira] definida pela força da difusão turbulenta”.

Os autores afirmam que essa condição pode explicar os tamanhos desses asteroides estranhos. Se essa hipótese estiver correta, o modelo pode ser eficaz em explicar o formato e a taxa de colisões entre asteroides no início do nosso Sistema Solar.

Fonte: Phys.org