Nas primeiras horas do domingo, 19 de maio, o acaso cósmico nos reservou um encontro muito especial. A noite estava festiva e, exatamente às 0:46:50 CEST (Horário de Verão da Europa Central), uma enorme bola de fogo produzida pela súbita ablação de uma rocha procedente de um cometa sobrevoou a região espanhola de Extremadura e vários distritos do noroeste de Portugal até se desintegrar sobre o Oceano Atlântico.
Poderia ter sido apenas mais uma daquelas bolas de fogo que são observadas de tempos em tempos, mas o superbólido de 19 de maio foi excepcional. Mais uma vez, este tipo de fenômeno celestial exibiu seu caráter espetacular em um deslumbrante rastro de luz que nunca será esquecido por seus sortudos observadores. Tampouco os cientistas e os entusiastas do espaço em geral que puderam assistir a dezenas de vídeos casuais do evento.
Os resultados fascinantes de seu estudo foram publicados recentemente na plataforma de preprints ArXiv.
Uma bola de fogo vista até mesmo do espaço
Foi um bólido de luminosidade intermediária entre a Lua e o Sol, o que chamamos de superbólidos. A razão para distingui-los dessa forma, que pode parecer exagerada, ganhou força quando os satélites de defesa dos EUA incorporaram sensores ópticos para monitorar testes nucleares secretos, o que também lhes permitiu detectar eventos meteóricos extremamente luminosos.
Desde o final da década de 1990, esses sensores permitiram que o Center For Near Earth Studies (CNEOS) mantivesse uma lista de grandes bolas de fogo de meteoros detectadas do espaço.
Na terça-feira desta semana, o Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA adicionou o superbólido de 19 de maio à sua lista, possivelmente mais rápido do que o normal devido ao enorme impacto na mídia do evento fugaz.
O movimento desse corpo incandescente, como consequência de sua passagem pela atmosfera a cerca de 140.000 km/h, gerou o que chamamos de “bola de fogo”. Ao medir detalhadamente e com precisão de um relojoeiro o movimento da bola de fogo contra as estrelas ao fundo mostradas nos vídeos obtidos, podemos nos aprofundar nas propriedades físicas desses materiais, inferindo inclusive sua densidade e consistência aerodinâmica.
Os vídeos casualmente obtidos desses fenômenos também fornecem informações importantes e são uma amostra de nossa curiosidade inata pela astronomia.
Em nosso estudo científico, usamos três vídeos obtidos por membros da Rede SPMN coordenados pelo ICE-CSIC e um capturado da estação do Escritório de Defesa Planetária da ESA. Assim, conseguimos reconstruir sua trajetória ionizada e realizar um estudo meticuloso, quadro a quadro, que revelou o comportamento dinâmico da rocha ao atingir a Terra. Agora podemos medir sua velocidade e quantificar suas propriedades físicas, e também podemos ver como ela se desintegrou gradualmente ao longo de uma trajetória luminosa de mais de 500 km.
Tamanho inesperado
Depois de modelar a ablação do superbólido (a perda progressiva da massa do meteoroide devido ao aquecimento por atrito à medida que ele passa pela atmosfera), a primeira surpresa foi que seu tamanho era incomum para uma rocha que era o fragmento de um cometa. Tinha um diâmetro de pouco menos de um metro. Era muito grande e maciça, com cerca de 700 kg, para ter sido desprendida pela sublimação dos gelos do cometa, mas muito pequena para ser detectada por programas automatizados de busca telescópica por objetos que passam próximos à Terra.
Os estudos realizados até o momento, que compilamos em um artigo recente publicado na revista MNRAS, mostram que o processo físico de sublimação de gelo que leva as partículas do cometa para fora de seu campo gravitacional não permite que uma rocha tão grande se desprenda de um desses corpos gelados. A pressão do gás sublimado simplesmente não permite isso, como explico aqui.
Densidade ligeiramente maior que a da água
Os cometas são amálgamas de materiais de granulação fina: pequenas partículas de silicatos, óxidos e outros materiais formados perto do Sol, juntamente com gelo e matéria orgânica.
Esses três componentes podem variar em proporções, dependendo de onde e quando o cometa se formou. De qualquer forma, a maioria deles é muito frágil porque esses componentes se acumulam em regiões externas onde as velocidades relativas são baixas. Assim, os materiais que formam um cometa são bastante fracos e voláteis e formam um agregado muito poroso. Com isso em mente, podemos explicar por que o superbólido de 19 de maio tinha uma densidade de apenas 1,6 g/cm³, um pouco maior que a da água.
Sua consistência também é muito baixa, semelhante à mostrada pelo estudo das amostras do asteroide Bennu trazidas para a Terra pela missão OSIRIS-REx.
O provável colapso de um cometa
Para explicar por que uma rocha tão grande chegaria à Terra, devemos, portanto, invocar outro mecanismo físico: provavelmente o colapso de um cometa frágil no final de seus dias tortuosos e quentes de extrema proximidade com o Sol, talvez perto do chamado periélio. Um de seus fragmentos sobreviventes chegou até nós no último domingo.
Essa hipótese é apoiada pela órbita heliocêntrica incomum derivada de nossos cálculos, tão excêntrica que se estende até a região externa do cinturão de asteroides.
Tão excêntrico quanto afortunado
Com base na reconstrução das trajetórias das várias estações e na velocidade obtida, conseguimos obter a órbita do meteoroide em 19 de maio, antes de seu encontro com a Terra. As informações revelam que essa rocha cometária seguiu uma órbita de excentricidade muito alta e, além disso, aproximou-se do Sol a apenas um décimo da distância Terra-Sol.
Isso é surpreendente para uma rocha tão frágil, e sugere que ela veio do colapso de um cometa que ocorreu há relativamente pouco tempo, astronomicamente falando. Muito provavelmente, esse corpo possuía uma estrutura conhecida como “pilha de detritos” também típica de asteroides desintegrados por impactos.
Assim, o cenário que achamos que explica o que aconteceu na madrugada de 19 de maio sugere que um cometa, em uma passagem próxima ao Sol, se desintegrou para produzir esse meteoroide, que se desintegrou e produziu uma bola de fogo luminosa que surpreendeu milhões de pessoas. Sua fragilidade fez com que ele não fosse mais fundo em nossa atmosfera do que 55 km acima do nível do mar e, portanto, provavelmente não permitiu que pedaços menores sobrevivessem e chegassem ao chão - meteoritos.
O estudo de bolas de fogo
A nós astrônomos interessa ficar de olho nesses eventos luminosos porque, às vezes, eles anunciam a sobrevivência de meteoritos,cuja recuperação seria de enorme interesse científico.
Por esse motivo, desde meados do século passado, foram criadas redes de detecção de bolas de fogo em diferentes partes do planeta.
Do Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC) e do Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) lideramos um projeto de ciência cidadã conhecido como Red de Investigación sobre Bólidos y Meteoritos (SPMN) no qual, além de nossas próprias estações de detecção de vídeo, qualquer amador pode participar.
Como esse é um fenômeno totalmente imprevisível, o céu deve ser monitorado continuamente até que a sorte nos sorria e um meteoro brilhante apareça. Dessa forma, os astrônomos podem manter uma lista de bolas de fogo sobre a Espanha e países vizinhos atualizada diariamente.
O supermeteoro de 19 de maio mais uma vez exemplificou que talvez nós, seres humanos, não apreciemos o suficiente como nossa atmosfera é capaz de nos proteger desses projéteis naturais perigosos e inesperados.