Hubble vai à caça de pequenos asteroides do cinturão principal

Astrônomos usaram recentemente um conjunto de imagens de arquivo tiradas pelo Telescópio Espacial Hubble, da Nasa/ESA, para capturar visualmente uma população em grande parte invisível de asteroides menores em seus rastros.

A caça ao tesouro exigiu a busca de 37 000 imagens do Hubble ao longo de 19 anos. A recompensa foi encontrar 1701 rastros de asteroides, com 1031 desses asteroides não catalogados. Cerca de 400 desses asteroides não catalogados têm cerca de um quilômetro de tamanho. 

Fotobombas de asteroide Hubble instantâneo da galáxia UGC 12158 Crédito: NASA, ESA, P. G. Martín (Universidade Autônoma de Madri), J. DePasquale (STScI). Agradecimento: A. Filippenko (Universidade da Califórnia, Berkeley) 

Voluntários de todo o mundo conhecidos como "cientistas cidadãos" contribuíram para a identificação desta recompensa de asteroide. Cientistas profissionais combinaram os esforços dos voluntários com algoritmos de aprendizado de máquina para identificar os asteroides. Isso representa uma nova abordagem para encontrar asteroides em arquivos astronômicos que abrangem décadas, e pode ser efetivamente aplicado a outros conjuntos de dados, dizem os pesquisadores.

"Estamos nos aprofundando em ver a população menor de asteroides do cinturão principal. Ficamos surpresos ao ver um número tão grande de objetos candidatos", disse o autor principal Pablo García Martín, da Universidade Autônoma de Madri, na Espanha. "Havia algum indício de que essa população existia, mas agora estamos confirmando com uma amostra aleatória da população de asteroides obtida usando todo o arquivo do Hubble. Isso é importante para fornecer insights sobre os modelos evolutivos do nosso Sistema Solar."

A grande amostra aleatória oferece novos insights sobre a formação e evolução do cinturão de asteroides. Encontrar muitos asteroides pequenos favorece a ideia de que eles são fragmentos de asteroides maiores que colidiram e se separaram, como cerâmica quebrada. Este é um processo de moagem que se estende por bilhões de anos.

Uma teoria alternativa para a existência de fragmentos menores é que eles se formaram dessa forma bilhões de anos atrás. Mas não há nenhum mecanismo concebível que os impeça de virar uma bola de neve para tamanhos maiores à medida que aglomeram a poeira do disco circunstelar formador de planetas ao redor do nosso Sol. "As colisões teriam uma certa assinatura que podemos usar para testar a população atual do cinturão principal", disse o coautor Bruno Merín, do Centro Europeu de Astronomia Espacial, em Madri. Espanha.

Por causa da rápida órbita do Hubble ao redor da Terra, ele pode capturar asteroides errantes através de seus rastros reveladores nas exposições do Hubble. Visto de um telescópio baseado na Terra, um asteroide deixa um rastro na imagem. Asteroides 'fotobombam' o Hubble aparecendo como trilhas curvas inconfundíveis nas fotografias do Hubble. 

À medida que o Hubble se move ao redor da Terra, ele muda seu ponto de vista ao observar um asteroide, que também se move ao longo de sua própria órbita. Conhecendo a posição do Hubble durante a observação e medindo a curvatura das raias, os cientistas podem determinar as distâncias até os asteroides e estimar as formas de suas órbitas.

Os asteroides abrigados habitam principalmente o cinturão principal, que fica entre as órbitas de Marte e Júpiter. Seu brilho é medido pelas câmeras sensíveis do Hubble, e comparar seu brilho com sua distância permite uma estimativa de tamanho. Os asteroides mais fracos da pesquisa são aproximadamente um quadragésimo milionésimo do brilho da estrela mais fraca que pode ser vista pelo olho humano.

"As posições dos asteroides mudam com o tempo e, portanto, você não pode encontrá-los apenas digitando coordenadas, porque em momentos diferentes eles podem não estar lá", disse Merín. "Como astrônomos, não temos tempo para analisar todas as imagens de asteroides. Então, tivemos a ideia de colaborar com mais de 10.000 voluntários de ciência cidadã para examinar os enormes arquivos do Hubble."

Em 2019, um grupo internacional de astrônomos 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 Centro Europeu de Ciência e Tecnologia (ESTEC) e do Centro Europeu de Dados Científicos (ESDC) do Centro Europeu de Astronomia Espacial, em colaboração com a plataforma Zooniverse, a maior e mais popular plataforma de ciência cidadã do mundo, e a Google.

Um total de 11.482 voluntários de ciência cidadã, que forneceram quase dois milhões de identificações, receberam um conjunto de treinamento para um algoritmo automatizado para identificar asteroides com base em inteligência artificial. Essa abordagem pioneira pode ser efetivamente aplicada a outros conjuntos de dados.

Em seguida, o projeto explorará as raias de asteroides até então desconhecidos para caracterizar suas órbitas e estudar suas propriedades, como períodos de rotação. Como a maioria dessas raias de asteroides foram capturadas pelo Hubble há muitos anos, não é possível segui-las agora para determinar suas órbitas.

Os resultados foram publicados na revista Astronomy and Astrophysics.

Fonte: Esahubble.org