Um robô em Marte detectou os tremores de meteoritos atingindo o planeta vermelho

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(Créditos: Kevin M. Gill/Flickr, CC BY 2.0)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

Um instrumento projetado para detectar atividade sísmica em Marte acaba de revelar uma nova habilidade incrivelmente legal, detectando tremores fracos de meteoritos impactando o planeta vermelho.

Ao combinar dados coletados do módulo de aterrissagem Mars InSight da NASA com informações do Mars Reconnaissance Orbiter, os pesquisadores ligaram com sucesso esses estrondos de sacudir o solo a crateras recém-formadas.

Isso não apenas nos ajuda a entender os processos de impacto que continuam a moldar a geologia marciana, mas também demonstra como a coleta de dados sísmicos pode revelar informações além dos parâmetros esperados da missão. Isso pode ajudar a informar futuras explorações de outros mundos.

A InSight foi um divisor de águas para o estudo de Marte. Desde o pouso em novembro de 2018, nos mostrou que Marte é muito mais geologicamente ativo do que pensávamos, tremendo e sacudindo com tremores e ‘martemotos‘.

Impactos observados da órbita. Tradução da imagem: antes (before), depois (after), estimada (estimated) e real (atual). (Créditos: NASA/JPL/MSSS/U Arizona)

Graças ao sismômetro embutido no módulo de pouso robótico, os cientistas usaram as ondas desses terremotos para produzir o primeiro mapa detalhado do interior marciano. O dispositivo sensível foi usado até para capturar os sons alienígenas de outro mundo, detectando vibrações acústicas na fina atmosfera marciana.

Essas capacidades significam que a sonda está em uma posição privilegiada para detectar vibrações de outra fonte: meteoros explodindo ruidosamente na atmosfera marciana momentos antes de seus detritos impactarem a superfície como meteoritos.

“Uma ligação clara entre ondas sísmicas e acústicas registradas e uma determinada cratera de impacto nunca foi alcançada em outro planeta”, escreveu uma equipe liderada pelo astrofísico Raphael Garcia, do Instituto Nacional Superior Francês de Aeronáutica e Espaço da Universidade de Toulouse, na França.

“O Experimento Sísmico para Estrutura Interna (SEIS, na sigla em inglês) e os sensores de pressão no módulo de aterrissagem InSight oferecem uma oportunidade única de relacionar a entrada de meteoroides marcianos na atmosfera e os processos de impacto no solo às ondas mecânicas que eles geram. Usamos dados sísmicos do InSight para estimar locais de novas crateras de impacto em Marte.”

Um diagrama que ilustra os processos físicos associados à entrada e ao impacto e como eles são detectados pelo InSight. Tradução da imagem: trajetória do meteoroide (meteoroid trajectory), frente de ondas acústicas (acoustic wavefronts), movimentos do solo (ground movements), primeira explosão aérea (first airbust), acústico (acoustic), sísmico (seismic), segunda explosão aérea (second airbust), fragmentos de impacto (impact cluster), velocidade do som efetiva (effectve sound speed), orientação das ondas acústicas (acoustic wave guide) e raios sísmicos que chegam primeiro refratados nas crustais (first-arrival seismic rays refracted on crustal interfaces). (Créditos: Garcia et al., Nat. Geosci., 2022)

A entrada de uma rocha espacial grande o suficiente em uma atmosfera planetária é um evento um tanto perturbador. Primeiro, gera ondas de choque à medida que entra. À medida que o meteoro cai, ele pode explodir no ar; acredita-se que isso aconteça à medida que os gases atmosféricos penetram nas rachaduras da rocha, pressurizando-a por dentro e fazendo com que ela se desfaça. O resultado? Mais ondas de choque. Então, se pedaços grandes o suficiente chegarem ao chão, o pouso forçado também causa um monte de ondas.

Teoricamente, pode-se esperar que toda essa agitação decaia em ondas acústicas e sísmicas detectáveis ​​por instrumentação sensível. Antes mesmo da missão ser lançada, Garcia e seus colegas suspeitavam que o InSight fosse capaz de detectar uma explosão de meteoro, mas o que a equipe conseguiu realizar superou essa espectativa.

Usando dados acústicos e sísmicos da InSight, Garcia e seus colegas identificaram quatro eventos de impacto separados em Marte, todos dentro de 300 quilômetros da sonda. Esses eventos ocorreram em 27 de maio de 2020; 18 de fevereiro de 2021; 31 de agosto de 2021; e 5 de setembro de 2021.

Este diagrama mostra a trajetória, as explosões aéreas e o impacto do evento de setembro de 2021 e como esses dados foram percebidos pelo InSight. Tradução da imagem: trajetória do meteoroide (meteoroid trajectory), primeira explosão aérea (first airbust), segunda explosão aérea (second airbust), fragmentos de impacto (impact cluster), estimada (estimated) e real (atual). (Créditos: Garcia et al., Nat. Geosci., 2022)

Os tempos de chegada das ondas acústicas e sísmicas no módulo de pouso permitiram que a equipe descobrisse onde os impactos ocorreram; respectivamente, 286,5, 84, 267 e 86 quilômetros do InSight. Imagens dessas regiões do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA revelaram novas marcas de impacto na superfície marciana, verificando os cálculos da equipe.

Impactos de meteoritos (e explosões de meteoros) podem ter alguns efeitos interessantes em um planeta. Os cientistas pensam que os meteoros foram responsáveis ​​por fornecer os principais ingredientes que levaram ao surgimento da vida aqui na Terra, por exemplo. Parece que os impactos de meteoritos também podem ter desempenhado um papel na formação da direção dessa vida por meio de eventos de extinção.

Marte parece bastante estéril, mas mesmo assim, impactos de meteoritos podem afetar sua geologia e atmosfera; caracterizar a atividade atual de meteoros e meteoritos em Marte pode nos ajudar a entender melhor como e por que o planeta vermelho é do jeito que é. Os tremores gerados pelos impactos de meteoritos podem até ajudar os cientistas a caracterizar melhor o interior do planeta.

Infelizmente, podemos não estar recebendo muito mais dados do InSight. No início deste ano, os cientistas da InSight revelaram que a sonda parece estar perdendo a capacidade de se abastecer à medida que a poeira espessa cobre seus painéis solares. No entanto, o trabalho mostra-se promissor para a ciência futura em Marte e outros mundos em nosso Sistema Solar, disseram os pesquisadores.

“Nossas descobertas”, escreveram eles, “demonstram a capacidade da sismologia planetária de identificar fontes sísmicas geradas por impacto e restringir tanto os processos de impacto quanto os interiores planetários”.

A pesquisa foi publicada na Nature Geoscience.