Astrónomos descobrem os asteroides mais pequenos no cinturão de asteroides: uma descoberta que pode mudar a astronomia

Estima-se que o asteroide que extinguiu os dinossauros tinha cerca de 10 quilómetros de diâmetro. Prevê-se que um impactor tão maciço atinja a Terra uma vez em cada 100 milhões a 500 milhões de anos.

Em contrapartida, asteroides muito mais pequenos, do tamanho de um autocarro, podem atingir a Terra com maior frequência, de poucos em poucos anos. Estes asteroides “decamétricos”, com apenas dezenas de metros de diâmetro, têm maior probabilidade de escapar à cintura principal de asteroides e migrar para se tornarem objetos próximos da Terra.

Em caso de impacto, estas pequenas mas poderosas rochas espaciais podem provocar ondas de choque em regiões inteiras, como foi o caso do impacto de 1908 em Tunguska, na Sibéria, e do asteroide de 2013 que se partiu no céu sobre Chelyabinsk, nos Urais. A possibilidade de observar asteroides decametrais da cintura principal forneceria uma janela para a origem dos meteoritos.

Uma nova forma de detetar asteroides mais pequenos

Agora, uma equipa internacional liderada por físicos do MIT descobriu uma forma de detetar os asteroides de menor diâmetro na cintura principal de asteroides - um campo de destroços entre Marte e Júpiter onde orbitam milhões de asteroides.

Até agora, os asteroides mais pequenos que os cientistas conseguiram distinguir tinham cerca de um quilómetro de diâmetro. Com a nova abordagem da equipa, os cientistas podem agora detetar asteroides na cintura principal com apenas 10 metros de diâmetro.

Num novo artigo, os investigadores referem que utilizaram a sua abordagem para detetar mais de 100 novos asteroides de um decâmetro na cintura principal de asteroides. As rochas espaciais variam entre o tamanho de um autocarro e o de vários estádios, e são os asteroides mais pequenos da cintura principal detetados até à data.

Os investigadores preveem que esta abordagem possa ser utilizada para identificar e localizar asteroides suscetíveis de se aproximarem da Terra.

Método “shift and stack”

Julien de Wit, também do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT, e a sua equipa concentram-se principalmente na procura e estudo de exoplanetas. Os investigadores fazem parte do grupo que, em 2016, descobriu um sistema planetário em torno da TRAPPIST-1, uma estrela que se encontra a cerca de 40 anos-luz da Terra.

Utilizando o Pequeno Telescópio de Planetas em Trânsito e Planetários (TRAPPIST), no Chile, a equipa confirmou que a estrela alberga planetas rochosos do tamanho da Terra, vários dos quais se encontram na zona habitável.

Desde então, os cientistas têm vindo a orientar muitos telescópios, focados em vários comprimentos de onda, para o sistema TRAPPIST-1, com o objetivo de caracterizar melhor os planetas e procurar sinais de vida.

Com estas buscas, os astrónomos tiveram de escolher entre o “ruído” nas imagens dos telescópios, como qualquer gás, poeira e objetos planetários entre a Terra e a estrela, para decifrar mais claramente os planetas TRAPPIST-1. Muitas vezes, o ruído que descartam inclui asteroides que passam.

De Wit e Burdanov perguntaram-se se os mesmos dados utilizados na procura de exoplanetas poderiam ser reciclados e extraídos de asteroides do nosso próprio sistema solar.

Para o fazer, recorreram ao “shift and stack”, uma técnica de processamento de imagens que começou a ser desenvolvida na década de 1990. O método envolve o deslocamento de várias imagens do mesmo campo de visão e o empilhamento das imagens para ver se um objeto ténue consegue ofuscar o ruído.

A aplicação deste método à procura de asteroides desconhecidos em imagens originalmente focadas em estrelas longínquas exigiria recursos computacionais significativos, uma vez que implicaria testar um grande número de cenários para a localização de um asteroide. Os investigadores teriam então de deslocar milhares de imagens para cada cenário para verificar se um asteroide se encontra de facto onde se previa que estaria.

Há vários anos, Burdanov, de Wit e Samantha Hasler, aluna de pós-graduação do MIT, descobriram que podiam fazer isso utilizando unidades de processamento gráfico de última geração, capazes de processar uma enorme quantidade de dados de imagem a alta velocidade.

Inicialmente, experimentaram a sua abordagem com dados do estudo SPECULOOS (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars) - um sistema de telescópios terrestres que capta muitas imagens de uma estrela ao longo do tempo.

Este esforço, juntamente com uma segunda aplicação que utiliza dados de um telescópio na Antártida, mostrou que os investigadores podiam, de facto, detetar uma grande quantidade de novos asteroides na cintura principal.

James Webb e o seu contributo a esta investigação

Para o novo estudo, os investigadores procuraram mais asteroides, até tamanhos mais pequenos, utilizando dados do observatório mais poderoso do mundo - o Telescópio Espacial James Webb da NASA (JWST), que é particularmente sensível ao infravermelho em vez da luz visível.

Acontece que os asteroides que orbitam na cintura principal de asteroides são muito mais brilhantes nos comprimentos de onda infravermelhos do que nos comprimentos de onda visíveis, pelo que são muito mais fáceis de detetar com as capacidades infravermelhas do JWST.

A equipa aplicou a sua abordagem às imagens JWST do TRAPPIST-1. Os dados incluíam mais de 10.000 imagens da estrela, que foram originalmente obtidas para procurar sinais de atmosferas à volta dos planetas interiores do sistema. Após o processamento das imagens, os investigadores conseguiram detetar oito asteroides conhecidos na cintura principal.

Depois, foram mais longe e descobriram 138 novos asteroides em torno da cintura principal, todos com dezenas de metros de diâmetro - os mais pequenos asteroides da cintura principal detetados até à data. Suspeitam que alguns asteroides estão a caminho de se tornarem objetos próximos da Terra, enquanto um é provavelmente um Trojan - um asteroide que segue Júpiter.

Miroslav Broz, coautor da Universidade Charles de Praga, na República Checa, afirma que, de facto, estes são os detritos ejetados durante as colisões de asteroides maiores, com quilómetros de tamanho, que são observáveis, pelo que são agrupados em 'famílias' de asteroides.

Referência da notícia

Burdanov, A.Y., de Wit, J., Brož, M. et al. JWST sighting of decameter main-belt asteroids and view on meteorite sources. Nature (2024).