Gaia volta os seus olhos para a caça de asteroides

Desde que iniciou as operações científicas em 2014, Gaia tem desempenhado um papel importante na compreensão dos objetos do Sistema Solar. Este nunca foi o objetivo principal de Gaia - que é mapear cerca de mil milhões de estrelas, quase 1% da população estelar da nossa galáxia - mas é um valioso efeito colateral do seu trabalho. As observações de Gaia de asteroides conhecidos já forneceram dados usados para caracterizar as órbitas e propriedades físicas desses corpos rochosos de uma forma mais precisa do que nunca.

“Todos os asteroides que estudámos até agora já eram conhecidos da comunidade astronómica,” explica Paolo Tanga, Cientista Planetário do Observatório da Costa Azul, França, responsável pelo processamento das observações do Sistema Solar.

Estes asteroides foram identificados como pontos nos dados de Gaia que estavam presentes numa imagem e ausentes noutra obtida pouco tempo depois, sugerindo que eram de fato objetos que se moviam em oposição às estrelas mais distantes.

Uma vez identificados, os objetos em movimento encontrados nos dados de Gaia são combinados contra as órbitas conhecidas de asteroides para nos dizer qual asteroide estamos a observar. “Agora,” continua Tanga, “pela primeira vez, estamos a encontrar objetos em movimento que não podem ser combinados com qualquer estrela catalogada ou asteroide.”

O processo de identificação de asteroides nos dados de Gaia começa com uma peça de código conhecido como o programa informático de Processamento de Dados Inicial (IDT) - que foi amplamente desenvolvido na Universidade de Barcelona e é executado no Centro de Processamento de Dados no Centro Europeu de Astronomia Espacial (ESAC), o estabelecimento da ESA em Espanha.

Este programa informático compara múltiplas medições tomadas da mesma área e escolhe os objetos que são observados, mas não podem ser encontrados em observações anteriores da área. É provável que estes não sejam estrelas mas, contrariamente, objetos do sistema solar que se movem através do campo de visão de Gaia. Uma vez encontrados, os pontos anómalos são processados por um filtro informático no centro de dados do Centro Nacional de Estudos Espaciais (CNES) em Toulouse, França, que é dedicado a objetos do Sistema Solar. Aqui, a fonte é cruzada com todos os corpos menores conhecidos no Sistema Solar e se nenhuma correspondência for encontrada, então a fonte é um asteroide completamente novo, ou um que só foi vislumbrado antes e nunca teve a sua órbita caracterizada com precisão.

Embora os testes tenham mostrado que a missão Gaia é muito boa na identificação de asteroides, até agora tem havido barreiras significativas para descobrir novos. Há áreas do céu tão cheias que tornam o trabalho do IDT, de combinar observações da mesma estrela, muito difícil. Quando falha em fazê-lo, um grande número de desajustes acaba no encanamento de objetos do Sistema Solar, contaminando os dados com asteroides falsos e tornando muito difícil descobrir novos.

“No início, ficámos desapontados quando vimos como os dados estavam desordenados com desajustes,” explica Benoit Carry, Observatório da Costa Azul, França, que é responsável pela seleção de candidatos alerta de Gaia. “Mas descobrimos maneiras de filtrar esses desajustes e eles estão a funcionar! Gaia encontrou um asteroide pouco observado antes.”

O asteroide em questão, apelidado de Gaia-606, foi encontrado em outubro de 2016 quando os dados de Gaia mostraram uma fonte fraca e movediça. Os astrónomos imediatamente começaram a trabalhar e foram capazes de prever a posição do novo asteroide a partir do solo, durante um período de alguns dias. Então, no Observatório de Haute Provence (Sul de França), William Thuillot e os seus colegas Vincent Robert e Nicolas Thouvenin (Observatório de Paris/IMCCE) conseguiram apontar um telescópio para as posições previstas e mostrar que este era realmente um asteroide que não correspondia à órbita de qualquer objeto do Sistema Solar catalogado anteriormente.

No entanto, apesar de não estar presente em qualquer catálogo, um mapeamento mais detalhado da nova órbita mostrou que já existem algumas, embora escassas, observações do objeto. Isto não é incomum com novas descobertas onde, como com o Gaia-606 (agora renomeado 2016 UV56), objetos que inicialmente aparentavam ser totalmente novos acabassem por ser re-avistamentos de objetos cujas observações anteriores não foram suficientes para mapear as suas órbitas.

“Este foi realmente um asteroide não presente em qualquer catálogo, e que é um achado emocionante!” explica Thuillot. “Assim, embora não possamos afirmar que esta é a primeira verdadeira descoberta de um asteroide por Gaia, está claramente muito próxima e mostra quão perto estamos de encontrar, com a ajuda de Gaia, um objeto do Sistema Solar nunca antes visto.”

Gaia-606 foi encontrado no cinto de asteroides principal, o que não é surpreendente dada a quantidade de asteroides aí existentes. No entanto, Gaia também fornece dados de áreas do céu não extensivamente observadas por pesquisas existentes no terreno, dando-lhe o potencial de encontrar asteroides em áreas onde outros não iriam olhar. Uma dessas áreas é uma região próxima ao Sol vista da Terra. As observações são feitas a partir da Terra durante a noite, quando o ângulo entre qualquer fonte e o Sol é bastante grande, enquanto Gaia pode fazer observações a qualquer momento e assim observar os objetos muito mais perto do Sol. Isto dá a Gaia o potencial emocionante para observar asteroides que orbitam dentro da órbita da Terra - estes são conhecidos como asteroides Atira e apenas dezasseis são atualmente conhecidos.

Gaia tem também o potencial de fazer descobertas em altas latitudes eclípticas. Não é que pesquisas terrestres de objetos do Sistema Solar não possam ser aí observadas, mas porque há uma tendência para que não sejam. A grande maioria dos asteroides existe no plano eclíptico e, como resultado, é aqui que a maioria das pesquisas concentra seus esforços. Gaia não tem tais preconceitos e examina todo o céu, dando-lhe o potencial para descobrir novos asteroides nas áreas menos lotadas, perdidas por outras pesquisas.

“Embora o papel principal de Gaia na ciência do Sistema Solar continue a ser a sua capacidade de caracterizar o movimento e as propriedades físicas dos asteroides conhecidos, mostrou agora que também pode desempenhar um papel na busca de novos, adicionando-os ao seu catálogo cada vez maior de objetos do Sistema Solar,” conclui Tanga.