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    O Large Synoptic Survey Telescope pode encontrar mais luas transitórias da Terra

    Impressão artística do asteróide duplo NEO 1999 KW4. Crédito:ESO

    É uma convenção astronômica bem conhecida que a Terra tem apenas um satélite natural, que é conhecido (de forma pouco criativa) como "a lua". Contudo, os astrônomos sabem há pouco mais de uma década que a Terra também tem uma população conhecida como "luas transitórias". Estes são um subconjunto de objetos próximos à Terra (NEOs) que são temporariamente recolhidos pela gravidade da Terra e assumem órbitas ao redor de nosso planeta.

    De acordo com um novo estudo realizado por uma equipe de astrônomos finlandeses e americanos, esses orbitadores temporariamente capturados (TCOs) poderiam ser estudados com o Large Synoptic Survey Telescope (LSST) no Chile, que deve se tornar operacional em 2020. Ao examinar esses objetos com o telescópio de próxima geração, os autores do estudo argumentam que temos que aprender muito sobre NEOs, e até mesmo começar a conduzir missões para eles.

    O estudo, que apareceu recentemente no jornal Icaro , foi liderado por Grigori Fedorets, um estudante de doutorado do departamento de física da Universidade de Helsinque. Ele foi acompanhado por físicos da Universidade de Tecnologia de Luleå, o Instituto de Pesquisa Intensiva de Dados em Astrofísica e Cosmologia (DIRAC) da Universidade de Washington, e a Universidade do Havaí.

    O conceito de TCOs foi postulado pela primeira vez em 2006 após a descoberta e caracterização do RH120, um objeto medindo dois a três metros (6,5 a 10 pés) de diâmetro que normalmente orbita o sol. A cada 20 ou mais anos, ele se aproxima do sistema Terra-lua e é temporariamente capturado pela gravidade da Terra.

    As observações subsequentes de NEOs, como o asteróide 1991 VG e o meteoro EN130114 adicionaram mais peso a esta teoria e permitiram que os astrônomos colocassem restrições nas populações de TCO. Isso levou à conclusão de que os satélites capturados temporariamente vêm em duas populações. Por um lado, existem TCOs, que equivalem a pelo menos uma revolução ao redor da Terra durante a captura.

    Segundo, há flybys temporariamente capturados (TCFs), que equivalem a menos de uma revolução durante a captura. De acordo com Fedorets e seus colegas, esses objetos são um alvo atraente para pesquisas e encontros com espaçonaves, tanto na forma de missões do tamanho de CubeSat quanto em espaçonaves maiores que poderiam realizar missões de retorno de amostra.

    Para iniciantes, o estudo desses objetos permitiria aos astrônomos restringir o tamanho e a frequência dos NEOs que variam em tamanho de um décimo de metro a 10 metros de diâmetro, que não são bem compreendidos. Tipicamente, esses objetos são muito pequenos e muito fracos para a maioria dos telescópios e técnicas observarem com eficácia.

    Monitorar e estudar essa classe especial de NEOs é onde o LSST entra em ação. Por causa de sua alta resolução e sensibilidade, espera-se que o LSST se torne uma das principais instalações para a descoberta de NEOs e objetos potencialmente perigosos que, de outra forma, são muito difíceis de detectar. Como Fedorets disse ao universe Today via e-mail:

    "[E] ven para LSST, a grande maioria das luas transitórias serão muito fracas para serem descobertas. Contudo, será o único levantamento capaz de descobrir quaisquer luas transitórias em uma base regular ... Os recursos do LSST que são particularmente adequados para detecção de TCO incluem:um grande campo de visão; magnitude limitante V =24,7, permitindo a detecção de objetos fracos; modo operacional com observações consecutivas e rápido acompanhamento do mesmo campo inicialmente na mesma noite, ajudando a identificar objetos rastreados que se movem rapidamente. "

    Assim que estiver instalado e funcionando, o telescópio LSST conduzirá uma pesquisa de 10 anos que abordará algumas das questões mais urgentes sobre a estrutura e evolução do universo. Isso inclui os mistérios da matéria escura e da energia escura e a formação e estrutura da Via Láctea. Também dedicará tempo de observação ao sistema solar na esperança de aprender mais sobre as populações de planetas menores e NEOs.

    Impressão artística do Large Synoptic Survey Telescope. Crédito:lsst.org

    Para determinar quantos TCOs o LSST detectará, a equipe fez uma série de simulações. Seu trabalho se baseia em um estudo anterior realizado em 2014 pelo Dr. Bryce Bolin da Caltech e colegas, em que avaliaram as instalações astronômicas atuais e da próxima geração. Foi este estudo que sugeriu que o LSST seria extremamente eficaz na detecção de luas transitórias.

    Para seu estudo, Fedorets reconsiderou o trabalho de Bolin e conduziu sua própria análise. Ele escreveu, "[A] população sintética de luas transitórias foi analisada através da simulação de apontamento do LSST. A análise inicial mostrou que o Sistema de Processamento de Objetos Móveis do LSST podia reconhecer apenas três objetos em quatro anos (cadência de três detecções em um período de 15 dias). Este parecia [como] um pequeno número, então realizamos análises adicionais. Selecionamos todas as observações com pelo menos duas observações, e realizou a determinação da órbita e a ligação orbital com métodos alternativos ao MOPS. Este tratamento especial aumentou o número de candidatos à lua transitórios observáveis ​​em uma ordem de magnitude. "

    No fim, Fedorets e sua equipe concluíram que usar o LSST e o software de identificação automática de asteróides, especificamente, um sistema de processamento de objetos em movimento (MOPS) - um TCO pode ser descoberto uma vez por ano. Essa taxa poderia ser aumentada para um TCO a cada dois meses se ferramentas de software adicionais fossem desenvolvidas especificamente para a identificação de TCOs que poderiam complementar um MOPS de linha de base.

    Em última análise, o estudo dos TCOs será benéfico para os astrônomos por uma série de razões. Para iniciantes, existe uma lacuna entre o estudo de asteróides maiores e bólidos menores - pequenos meteoros que queimam regularmente na atmosfera da Terra. Aqueles que ficam no meio, que normalmente medem entre um e 40 metros (~ três a 130 pés) de diâmetro, atualmente não são bem restritos.

    Uma visão geral artística do conceito de missão para a espaçonave Comet Interceptor, que voará das vizinhanças da Terra para se encontrar com um cometa de longo período ou objeto interestelar vindo do sistema solar externo. Crédito:ESA

    "Luas transitórias são uma boa população para restringir essa faixa de tamanho, como nesses intervalos de tamanho, eles devem aparecer regularmente e ser detectados com LSST, "diz Fedorets." Além disso, TCOs são alvos excelentes para missões [in-situ]. Eles foram entregues "gratuitamente" nas proximidades da Terra. Portanto, uma quantidade relativamente pequena de combustível é necessária para alcançá-los. As missões potenciais podem ser concebidas como missões de voo in situ (por exemplo, da classe CubeSat), ou como primeiros passos na utilização de recursos de asteróides. "

    Outro benefício do estudo desses objetos é que eles ajudarão os astrônomos a obter uma melhor compreensão dos objetos potencialmente perigosos (PHOs). Este termo é usado para descrever asteróides que cruzam periodicamente a órbita da Terra e representam um risco de colisão. Embora tenham características observacionais semelhantes aos TCOs, eles podem ser discernidos apenas com base em suas órbitas.

    Claro, Fedorets enfatizou que, embora os TCOs passem meses em órbitas geocêntricas, uma possível missão de estudar um deles teria de ser de resposta rápida por natureza. Felizmente, a ESA está desenvolvendo essa missão na forma de seu Comet Interceptor, que será lançado em uma órbita de hibernação estável e ativado assim que um cometa ou asteróide entrar na órbita da Terra.

    Uma maior compreensão dos satélites temporários da Terra, objetos potencialmente perigosos e asteróides próximos à Terra é apenas um dos muitos benefícios que se espera venham de telescópios de próxima geração como o LSST. Esses instrumentos não só permitirão aos astrônomos ver mais longe e com maior clareza, expandindo assim nosso conhecimento do sistema solar e do cosmos, eles também poderiam garantir nossa sobrevivência a longo prazo como espécie.


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