Desvendando o Boneco de Neve Cósmico: Cientistas Apontam a Formação Peculiar de Arrokoth

Brasil - Agência de Notícias Ekhbary

Desvendando o Boneco de Neve Cósmico: Cientistas Apontam a Formação Peculiar de Arrokoth

Em 1º de janeiro de 2019, a missão New Horizons da NASA fez história ao se tornar a primeira espaçonave a realizar um sobrevoo próximo a Arrokoth, um Objeto do Cinturão de Kuiper (KBO) localizado além da órbita de Plutão. Mas a maior conquista não foi apenas o sobrevoo, mas as imagens que capturou, as quais revelaram um objeto com um perfil distinto em forma de boneco de neve, surpreendendo e perplexando astrônomos de todo o mundo. Desde então, cientistas têm se engajado em um intenso debate sobre como objetos tão peculiares poderiam se formar nas regiões gélidas e distantes do nosso Sistema Solar. Agora, pesquisadores da Michigan State University (MSU) acreditam ter encontrado a resposta, e ela é notavelmente simples: colapso gravitacional.

Arrokoth reside no Cinturão de Kuiper, uma vasta e gelada região além da órbita de Netuno, povoada por milhões de corpos gelados frequentemente referidos como 'iceteroides'. Esses objetos são remanescentes pristinos dos primeiros dias do Sistema Solar, preservando condições e composições de quase 4,5 bilhões de anos atrás. Planetesimais, os blocos de construção dos planetas, formaram-se de maneira semelhante a partir do disco giratório de gás e poeira que cercava nosso jovem Sol após seu próprio colapso gravitacional. O que tornou Arrokoth tão desconcertante foi que aproximadamente 1 em cada 10 desses KBOs são, de fato, 'binários de contato' – dois objetos distintos que se fundiram de uma maneira que parece notavelmente suave, resultando em formas únicas como o boneco de neve.

Modelos computacionais anteriores há muito tempo lutavam para explicar essa formação. Esses modelos, frequentemente baseados em dinâmica de fluidos, haviam efetivamente descartado a possibilidade de objetos formarem formas tão únicas e estáveis. Além disso, outras teorias que postulavam eventos únicos ou fenômenos raros não podiam explicar a prevalência observada desses binários de contato. O desafio era encontrar um mecanismo que pudesse explicar não apenas a forma específica de Arrokoth, mas também que fizesse parte de uma classe mais difundida de objetos cósmicos.

Aqui entra a equipe da Michigan State University, liderada pelo estudante de pós-graduação Jackson Barnes e orientada pelo Professor Seth Jacobson, um autor sênior do artigo. A equipe desenvolveu simulações inovadoras usando o cluster de computação de alto desempenho da MSU no Institute for Cyber-Enabled Research (ICER). Ao contrário de seus predecessores, essas simulações foram as primeiras a serem fundamentadas nos princípios do colapso gravitacional. Os resultados foram surpreendentes: as simulações não apenas reproduziram com sucesso o perfil distintivo de boneco de neve de Arrokoth, mas também criaram um cenário mais realista no qual esses objetos se formam regularmente. Como o Professor Jacobson explicou em um comunicado de imprensa da MSU: "Se pensarmos que 10 por cento dos objetos planetesimais são binários de contato, o processo que os forma não pode ser raro. O colapso gravitacional se encaixa perfeitamente com o que observamos."

As simulações ilustram um processo cativante: no início do Sistema Solar, à medida que os planetesimais se formavam a partir do disco de matéria em rotação, esses objetos às vezes eram separados pela força rotacional do disco, formando dois objetos separados que então orbitariam um ao redor do outro. Com o tempo, as órbitas desses objetos espiralariam gradualmente para dentro até que fizessem contato e se fundissem, mantendo, crucialmente, suas formas redondas originais. Esse processo de fusão suave é fundamental para preservar a aparência distintiva de boneco de neve, pois não envolve colisões violentas que deformariam a estrutura.

Além disso, seus resultados mostraram que esses binários de contato permanecem intactos ao evitar eficazmente colisões com outros objetos, uma observação que se alinha perfeitamente com os dados do mundo real; a maioria dos binários não mostra nenhuma indicação de crateras. Essa descoberta confirma algo que os cientistas suspeitavam há algum tempo, mas não puderam testar empiricamente. O modelo criado por Barnes e seus colegas é o primeiro a reproduzir com sucesso os binários de contato ao considerar com precisão a física necessária. A equipe não para por aí; eles estão atualmente trabalhando em uma nova simulação para modelar melhor o processo de colapso gravitacional, que, esperam, preverá outros objetos exóticos descobertos no Sistema Solar exterior. Esta pesquisa pioneira, "Formação direta de planetesimais binários de contato por colapso gravitacional", foi publicada nos *Monthly Notices of the Royal Astronomical Society* (MNRAS), abrindo um novo capítulo em nossa compreensão das origens do nosso Sistema Solar.

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