Com supercomputadores, podemos simular o que acontece quando cai um meteoro

Na semana passada, escrevi sobre o poder dos supercomputadores para estudar a formação e evolução de galáxias no universo. Mas o poder dessas máquinas não deixa de me surpreender: recentemente, pesquisadores utilizaram simulações computacionais para estudar a queda de meteoros na Terra.

O trabalho liderado por Glenn Sugar, da Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos, tenta reproduzir virtualmente a produção de luz e o espalhamento de ondas eletromagnéticas no plasma produzido pelo meteoro em queda.

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Soa complicado? Pois a física envolvida não é nada simples, e a equipe precisa mesmo de todo o poder computacional disponível para simular os efeitos.

Os meteoros, comumente chamados de estrelas cadentes, são pequenos detritos espaciais que atingem a Terra com incríveis velocidades de dezenas de milhares de quilômetros por hora. Em geral são muito pequenos, com o tamanho de uma pequena pedrinha ou até mesmo um grão de areia, e se desintegram pelo atrito com a atmosfera.

Os grãos podem ser também restos de cometas. O cometa Halley, por exemplo, que passou por aqui em 1986, deixou para trás uma trilha de pequenos detritos. Quando a Terra atravessa a órbita do cometa, a cada outubro, vemos vários desses detritos caindo na atmosfera, no que é conhecido como a chuva de meteoro Orionídeas.

Vale lembrar que esses detritos não representam nenhuma ameaça. Apenas pedaços maiores que alguns metros podem provocar qualquer dano, e rochas com centenas de metros —como o asteroide a ser alvejado pela missão DART— poderiam causar um estrago grande se atingir uma área populosa.

A emissão eletromagnética produzida pelo meteoro ao atravessar nossa atmosfera depende de diversos fatores, como a sua própria composição química e a composição dos gases atmosféricos.

O que a equipe de Sugar fez foi simular a produção de elétrons por esses meteoros. Usando os resultados da simulação como parâmetro de comparação, podemos então detectar os elétrons com radares e determinar a direção e velocidade dos meteoros.

Os observatórios então podem cruzar essa informação com o estudo dos traços deixados pelos meteoros. É uma bela dobradinha: conseguimos estudar simultaneamente os corpos do Sistema Solar e a nossa própria atmosfera.

As simulações produzidas no trabalho são tão precisas que os pesquisadores conseguem determinar o formato do plasma produzido pelo meteoro.

Segundo eles, uma bola de fogo com um formato de gota tem melhor acordo com as observações que um modelo esférico, utilizado em estudos anteriores.

Meers Oppenheim, professor de Astronomia na Universidade de Boston e coautor do trabalho, ressalta que nossa capacidade de estudos hoje é muito maior que há 20 anos. São cálculos impossíveis de se fazer com papel e caneta, dada a complexidade do problema.

"A física ali presente acontece em milissegundos; são eventos explosivos", afirma ele.

"Os supercomputadores dão aos cientistas o poder de investigar processos físicos reais, não modelos simplificados. Eles são uma ferramenta fundamental para entendermos melhor a natureza de meteoros e tudo mais no universo."