Asteroides “invisíveis” próximos de Vênus podem ameaçar a Terra no futuro

Simulações indicam que objetos hoje indetectáveis, por causa de sua posição, talvez venham a colidir com o planeta em uma escala de milhares de anos. Observação só será possível com missões espaciais específicas

Agência FAPESP | José Tadeu Arantes – Um estudo internacional liderado por pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) identificou uma ameaça pouco conhecida, mas potencialmente importante: asteroides que compartilham a órbita de Vênus e que podem escapar completamente das campanhas observacionais atuais por causa da posição que ocupam no céu. Embora ainda não observados, esses objetos poderiam atingir a Terra em escalas de milhares de anos – com impactos capazes de devastar grandes cidades.

“Nosso estudo mostra que há uma população de asteroides potencialmente perigosa que não conseguimos detectar com os telescópios atuais. Esses objetos orbitam o Sol, mas não fazem parte do Cinturão de Asteroides, localizado entre Marte e Júpiter. Em vez disso, estão muito mais próximos, em ressonância com Vênus. Mas são tão difíceis de observar que permanecem invisíveis, mesmo que possam apresentar um risco real de colisão com nosso planeta em um futuro distante”, diz à Agência FAPESP o astrônomo Valerio Carruba, professor da Faculdade de Engenharia da Unesp no campus de Guaratinguetá (FEG-Unesp) e primeiro autor do estudo.

Artigo a respeito foi publicado por Carruba e colaboradores na revista Astronomy & Astrophysics. O trabalho combinou modelagem analítica e simulações numéricas de longo prazo para rastrear a dinâmica desses objetos e avaliar sua capacidade de se aproximar perigosamente da Terra.

Os chamados “Asteroides Coorbitais de Vênus” circulam ao redor do Sol, e não do planeta, mas compartilham com ele a mesma região orbital, com períodos semelhantes. “Esses objetos entram em ressonância 1:1 com Vênus, o que significa que completam uma volta ao redor do Sol no mesmo tempo que o planeta”, explica o pesquisador.

Diferentemente dos “Troianos de Júpiter”, que tendem a ser mais estáveis, os coorbitais venusianos conhecidos até agora são altamente excêntricos e instáveis. Eles alternam entre diferentes configurações orbitais, ao longo de ciclos que duram, em média, cerca de 12 mil anos. Essas transições fazem com que o mesmo objeto possa, em um momento, estar em configuração segura, próxima de Vênus, e, em outro, passar perto da Terra. “Durante essas fases de transição, os asteroides podem atingir distâncias extremamente pequenas da órbita terrestre, potencialmente cruzando-a”, alerta Carruba.

Quanto menos excêntrico, mais perigoso

O catálogo atual lista apenas 20 asteroides coorbitais de Vênus – todos, com exceção de um, com excentricidade superior a 0,38. Isso significa que suas órbitas os levam para regiões do céu mais afastadas do Sol, onde são mais facilmente detectados por observatórios terrestres. No entanto, os modelos computacionais mostram que deve existir uma população muito maior de asteroides com menor excentricidade, que permaneceriam praticamente invisíveis a partir da Terra. “A ausência de objetos com excentricidade menor do que 0,38 é claramente resultado de um viés observacional”, pontua o pesquisador.

O conceito matemático de excentricidade é um parâmetro que mede o quanto uma órbita é alongada em relação a uma circunferência perfeita. Seu valor varia de 0 (órbita circular) até próximo de 1 (órbita altamente elíptica). A órbita da Terra, por exemplo, tem excentricidade de aproximadamente 0,017 – quase circular, portanto. Já os asteroides coorbitais de Vênus conhecidos até agora têm excentricidades superiores a 0,38, o que indica trajetórias muito mais alongadas. Asteroides com excentricidade menor tendem a permanecer mais próximos de sua órbita média e, por isso, são mais difíceis de detectar quando localizados perto do Sol.

Em simulações com objetos fictícios, o grupo identificou regiões de risco onde asteroides poderiam se aproximar perigosamente da Terra. Alguns desses objetos simulados atingem valores mínimos de distância da ordem de 5×10⁻⁴⁵ unidades astronômicas – distância tão pequena que, estatisticamente, corresponderia a impactos quase certos em escalas de milênios.

“Asteroides com cerca de 300 metros de diâmetro, que poderiam formar crateras de 3 a 4,5 quilômetros e liberar energia equivalente a centenas de megatons, podem estar escondidos nessa população”, afirma Carruba. “Um impacto em uma área densamente povoada causaria devastação em larga escala.”

O estudo analisou a possibilidade de detectar esses objetos a partir da Terra usando o Observatório Vera Rubin (LSST), recém-inaugurado no Chile (leia mais em: agencia.fapesp.br/55122). Mas as simulações indicam que mesmo os asteroides mais brilhantes só seriam visíveis durante janelas de uma a duas semanas – e apenas se estivessem acima de 20 graus no horizonte. Além disso, essas janelas de visibilidade são separadas por longos períodos de não observação. “Tais asteroides podem ficar meses ou anos invisíveis e aparecer por poucos dias em condições muito específicas. Isso os torna efetivamente indetectáveis com os programas regulares do Vera Rubin”, revela o pesquisador.

Uma alternativa seria empregar telescópios espaciais voltados para regiões próximas ao Sol. Missões como a Neo Surveyor (Nasa) e a proposta Crown (China) poderiam detectar asteroides em baixas elongações solares a partir de órbitas próximas a Vênus, oferecendo uma cobertura mais abrangente e contínua. “A defesa planetária precisa considerar não só o que conseguimos ver, mas também o que ainda não conseguimos”, argumenta Carruba.

A origem dos asteroides já foi atribuída à fragmentação, por impacto, de um hipotético planeta de tipo terrestre. Mas, hoje em dia, a hipótese mais amplamente aceita sobre a origem dos objetos do Cinturão de Asteroides, localizado entre Marte e Júpiter, é que sejam remanescentes do próprio processo de formação do Sistema Solar. Esses corpos rochosos seriam fragmentos de planetesimais (os “blocos de construção” dos planetas) que não conseguiram se agregar para formar um planeta por causa da forte influência gravitacional de Júpiter, que perturbou as órbitas dos objetos nessa região, impedindo sua coalescência (o processo em que acabam se fundindo). Assim, o cinturão representaria uma espécie de “fóssil” do disco protoplanetário, contendo blocos de construção planetária em diferentes estados de evolução e composição.

Quanto aos coorbitais de Vênus, acredita-se que se originaram no Cinturão Principal e, devido a complexas interações gravitacionais, principalmente com Júpiter e Saturno, foram gradualmente desviados para órbitas internas, onde teriam sido temporariamente capturados em ressonância com Vênus. “Essas capturas são efêmeras na escala de tempo astronômica, durando, em média, cerca de 12 mil anos. E os objetos podem eventualmente evoluir para trajetórias próximas da Terra ou ser ejetados do Sistema Solar”, explica Carruba.

A pesquisa foi conduzida no âmbito do Grupo de Dinâmica Orbital e Planetologia (GDOP) da Unesp e recebeu apoio da FAPESP por meio de bolsa concedida a Gabriel Antonio Caritá, um dos integrantes da equipe, atualmente doutorando no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe).

O artigo The invisible threat: assessing the collisional hazard posed by undiscovered Venus co-orbital asteroids pode ser lido em: www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/202554320.