De seis em seis meses, a nave NEOWISE (Near-Earth Object Wide Field Infrared Survey Explorer) da NASA completa meia-viagem em torno do Sol, obtendo imagens em todas as direções.
Juntas, essas imagens formam um mapa de todo o céu que mostra a localização e o brilho de centenas de milhões de objetos. Utilizando 18 mapas de todo o céu produzidos pela missão espacial (com os 19.º e 20.º a serem lançados em março de 2023), os cientistas criaram o que é essencialmente um filme do céu, revelando mudanças que se estendem por uma década.
Cada mapa é um recurso tremendo para os astrónomos, mas quando vistos em sequência, servem como um recurso ainda mais forte para tentar compreender melhor o Universo. A comparação dos mapas pode revelar objetos distantes que mudaram de posição ou brilho ao longo do tempo, o que é conhecido como astronomia do domínio do tempo.
“Se sairmos à rua e olharmos para o céu noturno, pode parecer que nada muda, mas não é esse o caso”, disse Amy Mainzer, investigadora principal para o NEOWISE na Universidade do Arizona, em Tucson, EUA. “As estrelas têm surtos e explodem. Os asteroides passam por nós e cintilam. Os buracos negros despedaçam estrelas. O Universo é um lugar realmente movimentado e ativo”.
O NEOWISE originalmente era um projeto de processamento de dados para recuperar deteções de asteroides e as suas características a partir do WISE – um observatório lançado em 2009 e encarregado de analisar todo o céu para encontrar e estudar objetos para lá do nosso Sistema Solar. A nave espacial utilizava detetores refrigerados criogenicamente que os tornavam sensíveis à luz infravermelha.
Não visível ao olho humano, a luz infravermelha é irradiada por uma pletora de objetos cósmicos, incluindo estrelas frias e próximas e algumas das galáxias mais luminosas do Universo.
A missão WISE terminou em 2011 após o líquido de refrigeração a bordo – necessário para algumas observações infravermelhas – se ter esgotado, mas a nave espacial e alguns dos seus detetores infravermelhos ainda estavam funcionais. Por isso, em 2013 a NASA redirecionou-a para rastrear asteroides e outros objetos próximos da Terra. Tanto a missão como a nave espacial receberam um novo nome: NEOWISE.
Apesar da mudança, o telescópio infravermelho tem continuado a varrer o céu a cada seis meses e os astrónomos têm continuado a utilizar os dados para estudar objetos para lá do nosso Sistema Solar.
Por exemplo, em 2020, os cientistas lançaram a segunda iteração de um projeto chamado CatWISE: um catálogo de objetos de 12 mapas de todo o céu pelo NEOWISE.
Os investigadores usam o catálogo para estudar anãs castanhas, uma população de objetos encontrados por toda a Galáxia e à espreita na escuridão perto do nosso Sol. Embora se formem como estrelas, as anãs castanhas não acumulam massa suficiente para iniciar a fusão nuclear, o processo que faz as estrelas brilharem.
Devido à sua proximidade com a Terra, as anãs castanhas próximas parecem mover-se mais rapidamente através do céu do que as estrelas mais distantes que se movem à mesma velocidade. Assim, uma forma de identificar anãs castanhas no meio de milhares de milhões de objetos no catálogo é procurar objetos que se movem.
Um projeto complementar ao CatWISE chamado Backyard Worlds: Planet 9 convida os cientistas cidadãos a vasculharem os dados do NEOWISE em busca de objetos em movimento que as pesquisas por computador possam ter perdido.
Com dois mapas originais de todo o céu do WISE, os cientistas encontraram cerca de 200 anãs castanhas até 65 anos-luz do nosso Sol. Os mapas adicionais revelaram outras 60 e duplicaram o número de anãs Y conhecidas, o tipo mais frio de anã castanha.
Em comparação com as anãs castanhas mais quentes, as anãs Y podem ter uma história mais estranha para contar em termos de como se formaram e quando se formaram. Estas descobertas ajudam a iluminar a coleção de objetos no nosso bairro solar. E uma contagem mais completa das anãs castanhas perto do Sol diz aos cientistas quão eficiente é a formação de estrelas na nossa Galáxia e quão cedo ela começou.
Ver o céu a mudar ao longo de mais de uma década também contribuiu para estudos sobre o modo como as estrelas se formam. O NEOWISE pode espreitar para dentro dos mantos poeirentos que rodeiam as protoestrelas, ou bolas de gás quente a caminho de se tornarem estrelas.
Com o passar dos anos, as protoestrelas piscam e têm surtos à medida que acumulam mais massa das nuvens de poeira que as rodeiam. Os cientistas estão a realizar uma monitorização a longo prazo de quase 1000 protoestrelas com o NEOWISE para obterem conhecimentos sobre as fases iniciais da formação estelar.
Os dados do NEOWISE também melhoraram a compreensão dos buracos negros. O levantamento WISE original descobriu milhões de buracos negros supermassivos no centro de galáxias distantes.
Num estudo recente, os cientistas usaram os dados do NEOWISE e uma técnica chamada ecomapeamento para medir o tamanho dos discos de gás quente e brilhante que rodeiam os buracos negros distantes, que são demasiado pequenos e distantes para os telescópios observarem.
“Nunca antecipámos que a nave espacial estivesse a operar durante tanto tempo e não creio que pudéssemos ter antecipado a ciência que poderíamos fazer com tantos dados”, disse Peter Eisenhardt, astrónomo no JPL da NASA e cientista do projeto WISE.
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