Astrônomos descobriram uma população inesperadamente grande de pequenos asteroides do cinturão principal graças a uma nova análise de imagens do telescópio espacial James Webb.
© NASA / JPL-Caltech (ilustração do cinturão de asteroides)
A descoberta pode mudar os cálculos da taxa de impacto na Terra de tais corpos, que variam do tamanho de uma casa ao tamanho de um estádio. Esses são de longe os menores objetos já fotografados tão longe. Artem Burdanov, do Massachusetts Institute of Technology (MIT), e colegas aplicaram um método de deslocamento e empilhamento computacionalmente intensivo às imagens de arquivo do Webb. A partir dos detectores infravermelhos sensíveis do telescópio, a equipe foi capaz de determinar com precisão os tamanhos de pequenos objetos, variando de cerca de 10 a 500 metros de diâmetro.
Asteroides maiores do cinturão principal, cujas órbitas estão entre as de Marte e Júpiter, tendem a permanecer em órbitas relativamente estáveis. No entanto, as interações gravitacionais perturbam com mais frequência os menores, que podem entrar no Sistema Solar interno para se tornarem potenciais impactadores. O alto número de pequenos objetos agora encontrados no cinturão principal, pelo menos cinco vezes mais do que o esperado, pode afetar os cálculos da frequência de tais impactos.
A abordagem de processamento de deslocamento e empilhamento é usada por astrônomos profissionais e amadores para fornecer imagens de objetos tênues e em movimento rápido, como asteroides e cometas. Neste caso, os astrônomos usaram esse método com asteroides.
Normalmente, a ideia é mover o telescópio precisamente na direção e na taxa de movimento de um objeto com uma órbita conhecida. Cada quadro mantém o alvo no centro, enquanto as estrelas de fundo se movem de quadro para quadro. Assim, mesmo que uma imagem individual não capture o objeto, dezenas ou mesmo centenas de quadros podem ser adicionados juntos, permitindo que o objeto emerja do ruído de fundo aleatório que muda de quadro para quadro. Mas o processo geralmente depende do conhecimento da órbita.
E se você não souber? É aí que entra o aproveitamento de muito poder de processamento. A equipe minerou um arquivo de imagens do Webb que foram coletadas para um propósito diferente: estudar os planetas ao redor da estrela próxima TRAPPIST-1. Como essas imagens envolviam olhar para o mesmo pequeno pedaço do céu por longos períodos de até 8 horas, elas também se mostraram úteis para encontrar objetos em movimento, como asteroides.
Para descobrir asteroides em órbitas desconhecidas, foi usado essencialmente um método de força bruta, mudando em todas as direções possíveis e faixas de velocidade razoáveis para potenciais alvos em movimento, e então empilhando essas imagens. A busca cega inicial produziu mais de 1.000 candidatos, onde foram destacados 138 asteroides até então desconhecidos, bem como oito conhecidos.
O Webb é particularmente bom em encontrar asteroides, porque eles são muito mais brilhantes em comprimentos de onda infravermelhos. Os astrônomos restringiram seus diâmetros a 10 a 20%, enquanto estimativas de tamanho baseadas em observações de luz visível podem variar em mais de uma ordem de magnitude. Isso ocorre porque a luz visível vem do reflexo da luz solar de um asteroide e, portanto, de quão escura é sua superfície, uma qualidade que pode variar muito de objeto para objeto. A luz infravermelha, por outro lado, resulta principalmente da emissão térmica, que não mudará muito para um determinado objeto. Medições infravermelhas também poderiam fornecer o formato dos objetos, já que quaisquer variações no brilho seriam devidas à forma, e não a variações na refletividade da superfície. No entanto, as observações iniciais examinadas foram muito curtas para fornecer tais informações.
Encontrar tantos asteroides pequenos por acaso, a partir de um conjunto de observações de uma estrela tiradas para um propósito diferente, abre a perspectiva de minerar muito mais de outros conjuntos de dados semelhantes.
Um artigo foi publicado na revista Nature.
Fonte: Sky & Telescope
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