Hubble encontra mais de mil asteroides nos seus dados de arquivo

O venerável Telescópio Espacial Hubble é uma dádiva que continua a dar frutos. Além de prosseguir as descobertas astronómicas mais de trinta anos após entrar em funcionamento, também faz achados por puro acaso.

Com o contributo de uma equipa internacional de cientistas-cidadãos, o apoio de astrónomos da Agência Espacial Europeia (ESA) e vários algoritmos de aprendizagem automática, foram identificados nos dados de arquivo do Hubble mais de mil asteroides.

As técnicas aplicadas constituem uma nova forma de procurar objetos em dados com décadas de existência, uma abordagem que poderá também ser usada noutros conjuntos de dados.

A equipa de investigação foi coordenada por Pablo García-Martín, investigador do Departamento de Física Teórica da Universidade Autónoma de Madrid (UAM). Dela fizeram parte especialistas da ESA, do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA, do Instituto Astronómico da Academia Romena, da Universidade de Craiova, da Université Côte d'Azur e da Bastion Technologies.

O artigo que apresenta os resultados, «Hubble Asteroid Hunter III. Propriedades físicas de asteroides recentemente encontrados», foi publicado recentemente na Astronomy & Astrophysics.

Asteroides no arquivo do Telescópio Espacial Hubble

Qualquer astrónomo explicará que os asteroides são restos da formação do Sistema Solar, ocorrida há cerca de 4,5 mil milhões de anos. Estes corpos apresentam formas e dimensões muito variadas, desde rochas do tamanho de seixos até planetoides.

A observação destes objetos é difícil, porque são pouco luminosos e estão continuamente em movimento enquanto orbitam o Sol. Devido à sua rápida órbita geocêntrica, o Hubble consegue registar asteroides em deslocação através dos rastos curvos característicos que estes deixam nas suas exposições. À medida que o Hubble orbita a Terra, o seu ponto de observação altera-se enquanto acompanha asteroides nas respetivas órbitas.

Também é sabido que os asteroides podem surgir inesperadamente em imagens do Hubble de objetos cósmicos distantes, como a UGC 12158. Ao conhecer a posição do Hubble quando captou as exposições destes asteroides e ao medir a curvatura dos seus rastos, os cientistas conseguem calcular as distâncias a que se encontram e estimar a configuração das respetivas órbitas. Fazer isto com amostras extensas permite aos astrónomos testar teorias sobre a formação e evolução da Cintura Principal de Asteroides.

Como García-Martín afirmou num comunicado de imprensa recente da ESA Hubble:

«Estamos a conseguir observar mais profundamente a população mais pequena de asteroides da cintura principal. Ficámos surpreendidos por encontrar um número tão elevado de objetos candidatos. Havia alguns indícios de que esta população existia, mas agora estamos a confirmá-la com uma amostra aleatória da população de asteroides obtida com todo o arquivo do Hubble. Isto é importante para fornecer informações sobre os modelos evolutivos do nosso Sistema Solar.»

Segundo um modelo amplamente aceite, os asteroides pequenos são fragmentos de asteroides maiores, que se têm chocado e desgastado mutuamente ao longo de milhares de milhões de anos.

Uma teoria concorrente propõe que estes corpos menores se formaram, há milhares de milhões de anos, com o aspeto que têm atualmente e que, desde então, quase não se alteraram.

Contudo, os astrónomos não conseguem apresentar um mecanismo plausível que explique por que razão estes asteroides mais pequenos não teriam acumulado mais poeira do disco circunstelar que rodeava o Sol há milhares de milhões de anos e do qual se formaram os planetas.

Além disso, há já algum tempo que os astrónomos sabem que as colisões teriam deixado uma assinatura específica, suscetível de ser usada para testar a população atual da Cintura Principal.

Cientistas-cidadãos e aprendizagem automática encontram 1,031 asteroides

Em 2019, astrónomos do Centro Europeu de Ciência e Tecnologia Espacial (ESTEC) e do Centro de Dados Científicos (ESDC) do Centro Europeu de Astronomia Espacial uniram-se à maior e mais popular plataforma mundial de ciência-cidadã, a Zooniverse, e à Google para lançar o projeto de ciência-cidadã Hubble Asteroid Hunter (HAH), destinado a identificar asteroides nos dados de arquivo do Hubble.

A equipa do HAH reuniu 11,482 voluntários de ciência-cidadã, que analisaram 37,000 imagens do Hubble obtidas ao longo de 19 anos. Depois de realizarem quase dois milhões de identificações, a equipa recebeu um conjunto de treino para um algoritmo automatizado identificar asteroides com base em aprendizagem automática. O processo revelou 1,701 rastos de asteroides, dos quais 1,031 correspondiam a asteroides que ainda não constavam de catálogos - cerca de 400 tinham menos de 1 km de dimensão.

O resultado incluiu 1,701 rastos de asteroides, sendo que 1,031 pertenciam a asteroides anteriormente não catalogados - aproximadamente 400 mediam menos de 1 km.

García-Martín declarou:

«As posições dos asteroides mudam ao longo do tempo e, por isso, não é possível encontrá-los apenas introduzindo coordenadas, pois podem não estar lá em momentos diferentes. 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 voluntários de ciência-cidadã para analisarem os enormes arquivos do Hubble.»

Esta abordagem pioneira poderá ser aplicada eficazmente aos conjuntos de dados reunidos por outros observatórios dedicados à procura de asteroides, como o Telescópio Espacial Spitzer e o Observatório Estratosférico para Astronomia no Infravermelho (SOFIA), ambos da NASA.

Quando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) tiver acumulado um conjunto de dados suficientemente vasto, o mesmo método poderá igualmente ser utilizado nos seus dados de arquivo.

Numa etapa seguinte, o projeto HAH irá analisar os rastos de asteroides até então desconhecidos para caracterizar as suas órbitas, períodos de rotação e outras propriedades.

Este artigo foi publicado originalmente pela Universe Today. Leia o artigo original.