O observatório espacial Gaia da ESA é uma missão ambiciosa de construir um mapa tridimensional da nossa galáxia, fazendo medições de alta precisão de mais de um bilhão de estrelas. Contudo, em sua jornada para mapear sóis distantes, Gaia está revolucionando um campo muito mais perto de casa. Ao mapear com precisão as estrelas, está ajudando os pesquisadores a rastrear asteróides perdidos.

Usando estrelas para localizar asteróides

Gaia mapeia a galáxia examinando repetidamente todo o céu. Ao longo de sua missão planejada, ele observou cada uma de suas mais de um bilhão de estrelas-alvo cerca de 70 vezes para estudar como sua posição e brilho mudam ao longo do tempo.

As estrelas estão tão distantes da Terra que seus movimentos entre as imagens são muito pequenos, daí porque Gaia tem que medir suas posições com tanta precisão até mesmo para notar uma diferença. Contudo, às vezes Gaia detecta fontes de luz tênues que se movem consideravelmente de uma imagem de uma determinada região do céu para a próxima, ou até mesmo são vistos apenas em uma única imagem antes de desaparecer.

Para mover-se pelo campo de visão de Gaia tão rapidamente, esses objetos devem estar localizados muito mais perto da Terra.

Ao verificar as posições desses objetos em relação aos catálogos de corpos conhecidos do Sistema Solar, muitos desses objetos são conhecidos como asteróides. Algum, Contudo, são identificados como detecções potencialmente novas e, então, acompanhados pela comunidade astronômica por meio da Rede de Acompanhamento de Gaia para Objetos do Sistema Solar. Através deste processo, Gaia descobriu com sucesso novos asteróides.

Achados e perdidos

Essas observações diretas de asteróides são importantes para os cientistas do sistema solar. Contudo, As medições altamente precisas de Gaia das posições das estrelas fornecem um ainda mais impactante, mas indireto, benefício para rastreamento de asteróides.

"Quando observamos um asteróide, olhamos seu movimento em relação às estrelas de fundo para determinar sua trajetória e prever onde estará no futuro, "diz Marco Micheli do Centro de Coordenação de Objetos Perto da Terra da ESA." Isso significa que quanto mais precisamente conhecermos as posições das estrelas, mais confiavelmente podemos determinar a órbita de um asteróide passando na frente deles. "

Em colaboração com o Observatório Europeu do Sul (ESO), A equipe de Marco participou de uma campanha de observação visando o TC4 2012, um pequeno asteróide que deveria passar pela Terra. Infelizmente, desde que o asteróide foi identificado pela primeira vez em 2012, tornou-se cada vez mais fraco à medida que recuava da Terra, eventualmente se tornando inobservável. Não era bem conhecido onde apareceria no céu na época da próxima campanha.

"A possível região do céu onde o asteróide pode aparecer é maior do que a área que o telescópio pode observar ao mesmo tempo, "diz Marco." Então, tivemos que encontrar uma maneira de melhorar nossa previsão de onde o asteróide estaria.

"Eu olhei para as observações iniciais de 2012. Gaia desde então fez medições mais precisas das posições de algumas das estrelas no fundo das imagens, e usei-os para atualizar nossa compreensão da trajetória do asteróide e prever onde ele apareceria. "

"Nós apontamos o telescópio para a área prevista do céu usando os dados de Gaia e encontramos o asteróide em nossa primeira tentativa."

"Nosso próximo objetivo era medir com precisão a posição do asteróide, mas tínhamos muito poucas estrelas em nossa nova imagem para usar como referência. Havia 17 estrelas listadas em um catálogo mais antigo e apenas quatro estrelas medidas por Gaia. Fiz cálculos usando os dois conjuntos de dados. "

"Mais tarde no ano, quando o asteróide foi observado várias vezes por outras equipes e sua trajetória era mais conhecida, ficou claro que as medições que fiz usando apenas quatro estrelas de Gaia foram muito mais precisas do que aquelas usando as 17 estrelas. Isso foi realmente incrível. "

Mantendo a Terra segura

Esta mesma técnica está sendo aplicada a asteróides que nunca foram perdidos, permitindo que os pesquisadores usem dados de Gaia para determinar suas trajetórias e propriedades físicas com mais precisão do que nunca.

Isso os está ajudando a atualizar os modelos de população de asteróides e a aprofundar nossa compreensão de como as órbitas de asteróides se desenvolvem, por exemplo, medindo efeitos dinâmicos sutis que desempenham um papel fundamental em empurrar pequenos asteróides em órbitas que podem vê-los colidir com a Terra.

Dançando com a luz do dia

A fim de fazer medições precisas das posições de outras estrelas, Gaia tem um relacionamento complicado com o nosso.

Gaia orbita em torno do segundo ponto de Lagrange, L2, do sistema Sol-Terra. Este local mantém o Sol, Terra e Lua atrás de Gaia, permitindo-lhe observar uma grande parte do céu sem sua interferência. Ele também está em um ambiente de radiação térmica uniforme e apresenta uma temperatura estável.

Contudo, Gaia não deve cair inteiramente na sombra da Terra, já que a espaçonave ainda depende da energia solar. Como a órbita em torno do ponto L2 é instável, pequenos distúrbios podem se acumular e ver a nave espacial rumo a um eclipse.

A equipe de controle de voo de Gaia no centro de controle de missão ESOC da ESA em Darmstadt é responsável por fazer correções na trajetória da espaçonave para mantê-la na órbita correta e fora da sombra da Terra. Eles garantem que Gaia continue sendo uma das espaçonaves mais estáveis ​​e precisas de todos os tempos. Em 16 de julho de 2019, a equipe realizou com sucesso uma manobra crucial para evitar o eclipse, movendo Gaia para a fase estendida de sua missão e permitindo que ela continue explorando o céu por mais alguns anos.