Cientistas simulam explosão nuclear bem-sucedida de um asteroide em laboratório

Cientistas simulam explosão nuclear bem-sucedida de um asteroide em laboratório

Uma explosão de raios X de uma explosão nuclear poderia ser suficiente para proteger a Terra da aproximação de um asteróide. Isso emerge dos resultados de um experimento inicial.

Os resultados, publicados em 23 de setembro na Nature Physics, mostram “evidências experimentais diretas verdadeiramente impressionantes de quão eficaz esta técnica pode ser”, de acordo com Dawn Graninger, física do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland. “É um trabalho muito impressionante.”

Nathan Moore, físico dos Laboratórios Nacionais Sandia em Albuquerque, Novo México, e a sua equipa conceberam a experiência para simular o que poderia acontecer se uma bomba nuclear fosse detonada perto de um asteróide. Até agora, os cientistas estudaram a dinâmica da onda de pressão de uma bomba, que é criada pela expansão do gás e empurra um asteróide. No entanto, Moore e a sua equipa acreditam que a grande quantidade de raios X produzidos na explosão poderia ter um efeito maior na mudança da trajetória de um asteróide.

A equipe usou a enorme máquina Z de Sandia, que utiliza campos magnéticos para gerar altas temperaturas e poderosos raios X. Eles dispararam raios X contra dois asteróides de teste que eram aproximadamente do tamanho de grãos de café. “Cerca de 80 trilhões de watts de eletricidade fluem pela máquina durante cerca de 100 bilionésimos de segundo”, diz Moore. “Essa intensa carga elétrica comprime o gás argônio em um plasma muito quente com temperaturas de milhões de graus, o que cria uma bolha de raios X.”

Os dois asteróides de teste tinham cerca de 12 milímetros de diâmetro e eram feitos de quartzo e sílica gel para refletir as diferentes composições de asteróides no sistema solar. Cada um foi suspenso em um pedaço fino de papel alumínio no vácuo. Quando a bolha de raios X atingiu, ela cortou a folha como uma tesoura, fazendo com que os asteróides entrassem em queda livre. Isto tornou possível observar o efeito real dos raios X em condições semelhantes às do vácuo do espaço. “Isso é completamente novo”, diz Graninger. “Nunca ouvi falar de algo assim sendo feito antes.”

Os resultados do experimento, que durou apenas 20 milionésimos de segundo, mostraram que as amostras de quartzo e sílica aceleraram para 69,5 metros por segundo e 70,3 metros por segundo antes de vaporizarem. A causa da aceleração foram os raios X que vaporizaram a superfície dos asteróides, criando um impulso à medida que o gás se expandia a partir das suas superfícies.

Moore diz que os resultados mostram que a técnica pode ser ampliada para asteróides muito maiores, medindo cerca de 4 quilómetros de diâmetro, para os afastar de uma rota de colisão com a Terra. “Estamos particularmente interessados ​​nos maiores asteróides com um curto período de alerta”, diz ele. Nestes casos, outras abordagens, como colidir uma nave espacial contra um asteroide – como foi feito no Teste de Redirecionamento de Asteroide Duplo da NASA, ou DART, em 2022 – “podem não ter energia suficiente para desviá-lo do curso”.

Mary Burkey, física do Laboratório Nacional Lawrence Livermore em Livermore, Califórnia, descreve o estudo como "uma das primeiras publicações de grande sucesso tentando descobrir como nós, na Terra, podemos recriar a deflexão nuclear de um asteróide". Ela destaca que outros experimentos estão explorando a possibilidade, inclusive aqueles que utilizam amostras de meteoritos para simular com maior precisão a composição dos asteroides. “A proteção planetária tem muito mais tempo sob os holofotes”, diz ela.

Moore espera realizar mais testes experimentais da técnica de deflexão de raios X para refinar sua eficácia. Um dia também poderá haver um teste no espaço, semelhante à missão DART, para observar o efeito num asteróide real. “Não há nada que nos impeça, exceto a vontade de fazê-lo”, diz ele.

1. Moore, N.W. e outros. Física da Natureza. https://doi.org/10.1038/s41567-024-02633-7 (2024).

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