Observatório Gaia revoluciona o rastreamento de asteroides

ESA/ATG medialab; fundo - ESO/S. Brunier

O observatório espacial Gaia da ESA é uma missão ambiciosa que tem o objetivo de construir um mapa tridimensional da nossa Galáxia, fazendo medições de alta precisão de mais de mil milhões de estrelas.

No entanto, na sua jornada para mapear sóis distantes, o Gaia está a revolucionar um campo científico muito mais perto de casa. Ao mapear com precisão as estrelas, está a ajudar os investigadores a rastrear asteroides perdidos.

Usando estrelas para avistar asteroides

O Gaia mapeia a Galáxia “varrendo” repetidamente o céu inteiro.

Ao longo da sua missão planeada, observou cada uma das suas mais de mil milhões de estrelas alvo aproximadamente 70 vezes para estudar como a sua posição e brilho mudam ao longo do tempo.

As estrelas estão tão distantes da Terra que os seus movimentos entre imagens são muito pequenos, por isso o Gaia tem que medir as suas posições com grande precisão a fim de perceber uma diferença. No entanto, às vezes o Gaia vê fontes de luz fracas que se movem consideravelmente de uma imagem de uma determinada região do céu para a seguinte, ou são avistadas apenas numa única imagem antes de desaparecerem.

Para percorrer o campo de visão do Gaia tão rapidamente, estes objetos devem estar localizados muito mais perto da Terra.

Ao verificar as posições destes objetos em relação aos catálogos de corpos conhecidos do Sistema Solar, determina-se que muitos destes objetos são asteroides conhecidos.

Alguns, no entanto, são identificados como potencialmente novas deteções e são seguidos pela comunidade astronómica através da Rede de Acompanhamento Gaia para Objetos do Sistema Solar. Graça a este processo, o Gaia descobriu com sucesso novos asteroides.

Perdidos e achados

Estas observações diretas de asteroides são importantes para os cientistas do Sistema Solar. No entanto, as medições altamente precisas das posições das estrelas pelo Gaia fornecem ainda outra vantagem mais impactante, mas indireta, para o rastreamento de asteroides.

“Quando observamos um asteroide, observamos o seu movimento em relação às estrelas de fundo para determinar a sua trajetória e prever onde estará no futuro,” diz Marco Micheli, do NEOCC (Near-Earth Object Coordination Centre) da ESA. “Isto significa que, quanto mais precisamente conhecemos as posições das estrelas, mais confiável é a determinação da órbita de um asteroide que passa à sua frente.”

Em colaboração com o ESO, a equipa de Marco participou numa campanha de observações visando 2012 TC4, um pequeno asteroide que deveria passar perto da Terra. Infelizmente, desde que o asteroide foi avistado pela primeira vez em 2012 que se tornou cada vez mais fraco à medida que se afastava da Terra, tornando-se finalmente inobservável. O local em que apareceria no céu, durante a próxima campanha, não era bem conhecido.

“A possível região do céu onde o asteroide podia aparecer era maior do que a área que o telescópio podia observar ao mesmo tempo,” diz Marco. “Portanto, tivemos que encontrar uma maneira de melhorar a nossa previsão da posição do asteroide.”

“Debrucei-me sobre as observações iniciais de 2012. O Gaia desde então fez medições mais precisas das posições de algumas estrelas de fundo das imagens, e usei-as para atualizar a nossa compreensão da trajetória do asteroide e para prever onde apareceria.”

“Apontámos o telescópio para a área prevista do céu usando os dados do Gaia e encontrámos o asteroide na nossa primeira tentativa.” “O nosso próximo objetivo era medir com precisão a posição do asteroide, mas tínhamos muito poucas estrelas na nossa imagem para usar como referência. Havia 17 estrelas listadas num catálogo mais antigo e apenas quatro estrelas medidas pelo Gaia. Fiz cálculos usando os dois conjuntos de dados.”

“No final do ano, quando o asteroide foi observado várias vezes por outras equipas e a sua trajetória era mais conhecida, ficou claro que as medições que fiz usando apenas quatro estrelas do Gaia eram muito mais precisas do que as que usavam as 17 estrelas. Isto foi realmente incrível.”

Mantendo a Terra segura

Esta mesma técnica está a ser aplicada a asteroides que nunca foram perdidos, permitindo que os investigadores usem dados do Gaia para determinar as suas trajetórias e propriedades físicas com a mais alta precisão até agora.

Isto ajuda-os a atualizar os modelos populacionais de asteroides e a aprofundar a nossa compreensão de como as órbitas dos asteroides se desenvolvem, por exemplo, medindo efeitos dinâmicos subtis que desempenham um papel fundamental na inserção de pequenos asteroides em órbitas que os colocam em rota de colisão com a Terra.

Dançando com a luz do Sol

Para fazer medições tão precisas das posições de outras estrelas, o Gaia tem um relacionamento complicado com a nossa própria estrela.

O Gaia orbita no segundo ponto de Lagrange, L2, do sistema Sol-Terra. Esta posição mantém o Sol, a Terra e a Lua todos por trás do Gaia, permitindo observar uma grande parte do céu sem a sua interferência. Também está num ambiente de radiação térmica uniforme e mantém uma temperatura estável.

No entanto, o Gaia não pode cair na sombra da Terra, pois a espaçonave ainda depende da energia solar. Dado que a órbita no ponto L2 é instável, pequenos distúrbios podem acumular-se e encaminhar a sonda para um eclipse.

A equipa de controle de voo do Gaia no centro de missões ESOC da ESA em Darmstadtm, Alemanha, é responsável por fazer correções na trajetória da nave a fim de mantê-la na órbita correta e fora da sombra da Terra.

Garantem que o Gaia continua a ser uma das naves espaciais mais estáveis e precisas de todos os tempos. No dia 16 de julho de 2019, a equipa executou com sucesso uma manobra crucial para evitar eclipses, movendo o Gaia para a fase estendida da sua missão e permitindo que continue a examinar o céu por mais alguns anos.

// CCVAlg

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