Os sistemas planetários são formados a partir do gás remanescente e da poeira de uma estrela primordial. O material colapsa em um disco protoplanetário ao redor da jovem estrela, e os aglomerados que se formam dentro do disco eventualmente se tornam planetas, asteroides ou outros corpos. Embora entendamos o quadro geral da formação planetária, ainda não entendemos totalmente os detalhes. Isso porque os detalhes são complicados.

Como a turbulência desempenha um papel na formação dos asteroides. Crédito: MPIA / MPIA, Judith Neidel

Veja, por exemplo, o mistério dos asteroides e colisões. Você pensaria que os planetas e asteroides se formaram gradualmente: pequenos aglomerados colidindo com outros para formar aglomerados maiores. À medida que um objeto fica maior, é mais provável que atraia outros corpos e, portanto, mais probabilidade de sofrer colisões. Mas, como mostra um estudo recente, esse nem sempre é o caso com asteroides.

Muitos asteroides podem ser agrupados em famílias, grupos que são semelhantes em sua composição química. Pensa-se que os membros menores de uma família provavelmente se formaram quando o asteroide pai colidiu com outro asteroide grande. Por causa disso, você pode fazer uma árvore genealógica dos asteroides, criada por colisões no início do sistema solar. Mas quando a equipe mapeou a árvore genealógica em 2017, eles encontraram 17 asteroides sem família. Parece que esses asteroides nunca experimentaram uma grande colisão. Isso é interessante, porque significa que eles ainda estão no estado primordial em que se formaram.

O que é mais interessante é que esses asteroides primordiais tendem a ter um tamanho semelhante. O ponto ideal parece ter cerca de 100 quilômetros de diâmetro. Os asteroides primordiais têm muito mais probabilidade de ter este tamanho do que menores ou maiores. Se os asteroides crescessem gradualmente no início do sistema solar, seria de se esperar encontrar uma grande variedade de tamanhos. Então, por que são quase todos do mesmo tamanho?

A resposta parece ser turbulência. A turbulência descreve o movimento caótico do ar que pode fazer uma viagem de avião áspera, mas a turbulência também é vista no redemoinho da fumaça de uma vela ou nas ondas da água que fluem sobre as pedras. No início do sistema solar, esses redemoinhos turbulentos tenderiam a prender poeira e entulho em uma pequena região, dando ao material tempo para entrar em colapso por atração gravitacional. A pesquisa da equipe mostra que a formação turbulenta, ao invés de simples colisões, pode explicar o tamanho consistente dos asteroides primordiais. Assim, os primeiros asteroides se formaram rapidamente, preparando o terreno para a formação de corpos planetários maiores.

Se este modelo estiver correto, pode explicar por que alguns asteroides são mais como pedaços de cascalho do que um corpo sólido. Também poderia explicar por que as primeiras colisões entre asteroides eram tão comuns.

Mais informações: Hubert Klahr et al. Turbulence Sets the Length Scale for Planetesimal Formation: Local 2D Simulations of Streaming Instability and Planetesimal Formation, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/1538-4357/abac58

Fonte: Phys