NASA, ESA, P. G. Martín (Universidade Autónoma de Madrid), J. DePasquale (STScI)
Parece que alguém pegou nesta imagem da galáxia espiral barrada UGC 12158, pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, e a riscou com uma caneta branca. Na realidade, é uma combinação de várias exposições de um asteroide em primeiro plano que se move através do campo de visão do Hubble, “fotobombando” a observação da galáxia
Recentemente, os astrónomos utilizaram um conjunto de imagens de arquivo obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA para detetar visualmente uma razoavelmente desconhecida população de asteroides pequenos.
A caça ao tesouro exigiu a análise de 37.000 imagens do Hubble, abrangendo um período de 19 anos.
A recompensa foi encontrar 1701 rastos de asteroides, estando 1031 desses asteroides por catalogar. Cerca de 400, não catalogados, têm uma dimensão inferior a 1 km.
Voluntários de todo o mundo, conhecidos como “cientistas cidadãos“, contribuíram para a identificação deste conjunto de asteroides. Cientistas profissionais combinaram então os esforços dos voluntários com algoritmos de aprendizagem de máquina para identificar os asteroides.
Os resultados da pesquisa foram apresentados num artigo recentemente publicado na Astronomy & Astrophysics.
Esta é uma nova abordagem para encontrar asteroides em arquivos astronómicos que abrangem décadas, e os investigadores dizem que pode ser eficazmente aplicada a outros conjuntos de dados.
“Estamos a aprofundar a observação da população de asteroides mais pequenos da cintura principal. Ficámos surpreendidos ao ver um número tão grande de objetos candidatos”, disse Pablo García Martín, investigador da Universidade Autónoma de Madrid, Espanha, e autor principal do artigo.
“Havia alguns indícios de que esta população existia, mas agora estamos a confirmá-la com uma amostra aleatória de asteroides obtida usando todo o arquivo do Hubble. Isto é importante para fornecer informações sobre os modelos evolutivos do nosso Sistema Solar”.
A amostra grande e aleatória fornece novas perspetivas sobre a formação e evolução da cintura de asteroides. A descoberta de muitos asteroides pequenos favorece a ideia de que são fragmentos de asteroides maiores que colidiram e se fragmentaram, como cerâmica destruída, um processo de trituração que dura milhares de milhões de anos.
Uma teoria alternativa para a existência de fragmentos mais pequenos é a de que se formaram dessa forma há milhares de milhões de anos. Mas não há nenhum mecanismo concebível que os impeça de, como uma bola de neve a descer uma colina, se tornarem cada vez maiores à medida que aglomeram poeira do disco circunstelar, formador de planetas, em torno do nosso Sol.
“As colisões teriam uma certa assinatura que podíamos usar para testar a população atual da cintura principal”, disse o coautor Bruno Merín, do Centro Europeu de Astronomia Espacial em Madrid, Espanha.
Devido à rápida órbita do Hubble em torno da Terra, este pode captar asteroides errantes através dos seus rastos nas exposições que obtém.
Visto de um telescópio terrestre, um asteroide deixa um rasto na imagem; os asteroides “fotobombam” as exposições do Hubble, aparecendo como riscos curvos e inconfundíveis nas fotos obtidas pelo telescópio espacial.
Este gráfico baseia-se em dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble, que foram utilizados para identificar uma população de asteroides muito pequenos, em grande parte desconhecida. Os asteroides não eram os alvos pretendidos, mas sim estrelas e galáxias de fundo em imagens do Hubble. A caça ao tesouro exigiu a análise de 37.000 imagens do Hubble, abrangendo 19 anos. Para o efeito, recorreu-se a voluntários de “ciência cidadã” e a algoritmos de inteligência artificial. A recompensa foi encontrar 1701 rastos de asteroides anteriormente não detetados.
À medida que o Hubble gira à volta da Terra, muda o seu ponto de vista enquanto observa um asteroide, que também se move ao longo da sua própria órbita.
Conhecendo a posição do Hubble durante a observação e medindo a curvatura dos riscos, os cientistas podem determinar as distâncias aos asteroides e estimar as formas das suas órbitas.
Os asteroides fotografados estão maioritariamente na cintura principal, que se situa entre as órbitas de Marte e Júpiter. O seu brilho é medido pelas câmaras sensíveis do Hubble, e a comparação do seu brilho com a sua distância permite uma estimativa do tamanho.
Os asteroides mais ténues analisados durante o estudo têm cerca de um quadragésimo de milhão – 1/(40×106) – do brilho da estrela mais fraca que pode ser vista pelo olho humano.
“As posições dos asteroides mudam com o tempo e, por isso, não é possível encontrá-los apenas introduzindo as coordenadas, porque em alturas diferentes podem não estar lá”, disse Bruno.
“Como astrónomos, não temos tempo para procurar em todas as imagens de asteroides. Por isso, tivemos a ideia de colaborar com mais de 10.000 cidadãos voluntários para analisar os enormes arquivos do Hubble”, acrescentou.
Em 2019, um grupo internacional de astrónomos lançou o Hubble Asteroid Hunter, um projeto de ciência cidadã para identificar asteroides em dados de arquivo do Hubble.
A iniciativa foi desenvolvida por investigadores e engenheiros do European Science and Technology Centre e do ESAC Science Data Centre, em colaboração com a Zooniverse, a maior e mais popular plataforma de ciência cidadã do mundo, e com a Google.
Um total de 11.482 cidadãos voluntários, que forneceram cerca de dois milhões de identificações, receberam então um conjunto de treino para um algoritmo automatizado de identificação de asteroides baseado em inteligência artificial.
Esta abordagem pioneira pode ser efetivamente aplicada a outros conjuntos de dados.
O projeto irá em seguida explorar os riscos de asteroides anteriormente desconhecidos para caracterizar as suas órbitas e estudar as suas propriedades, tais como os períodos de rotação.
Dado que a maior parte destes riscos de asteroides foram captados pelo Hubble há muitos anos, não é possível segui-los agora para determinar as suas órbitas.
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