Ficando mais quente: localizando asteróides próximos da Terra por assinatura de calor

Nova técnica para detectar asteróides próximos da Terra usando suas emissões infravermelhas foi revelada por pesquisadores da NASA na reunião de abril de 2019 da APS

Em 15 de fevereiro de 2013, um objeto se rompeu no céu sobre a cidade russa, Chelyabinsk. A explosão - detectada tão longe quanto a Antártica - foi mais poderosa que uma explosão nuclear, 25 a 30 vezes mais poderosa. Quebrou janelas e feriu aproximadamente 1200 pessoas. De fato, a explosão foi tão intensa que pode muito bem ter superado brevemente o Sol.

Bola de fogo de Chelyabinsk gravada por uma câmera de traço de Kamensk-Uralsky, ao norte de Chelyabinsk, onde ainda estava amanhecendo. (Instituto da Sociedade Planetária)

A principal preocupação sobre o evento de Chelyabinsk é que o meteoro envolvido - que partiu de um asteróide maior - relativamente pequeno - com um diâmetro de 17 a 20 m. Existem muitos objetos muito maiores por aí. Saber exatamente onde seria de grande vantagem.

A responsabilidade de localizar esses objetos nas proximidades da Terra - Near Earth Objects (NEOs) e a questão de como evitar um impacto estão sendo investigadas por Amy Mainzer e seus colegas na missão de caça de asteróides da NASA no Jet Propulsion Laboratory em Pasadena, Califórnia. Eles criaram uma maneira simples, porém engenhosa, de localizar as NEOs à medida que avançam em direção ao planeta.

Esta é uma coleção de imagens da sonda WISE do asteróide 2305 King, que recebeu o nome de Martin Luther King Jr. O asteróide aparece como uma série de pontos laranja porque este é um conjunto de exposições que foram adicionadas para mostrar seu movimento através do céu. Essas imagens infravermelhas foram codificadas por cores para que possamos percebê-las com o olho humano: 3,4 mícrons são representados como azuis; 4,6 mícrons são verdes, 12 mícrons são amarelos e 22 mícrons são mostrados em vermelho. A partir dos dados do WISE, podemos calcular que o asteróide tem cerca de 12,7 quilômetros de diâmetro, com uma refletividade de 22%, indicando uma provável composição rochosa (NASA)

Mainzer, que é a principal pesquisadora da missão, descreveu o trabalho do Gabinete de Coordenação de Defesa Planetária da NASA na Reunião de Abril da American Physical Society em Denver - incluindo o método de reconhecimento NEO de sua equipe e como ajudará os esforços para evitar futuros impactos da Terra.

Mainzer diz: “Se encontrarmos um objeto a apenas alguns dias do impacto, ele limitará muito nossas escolhas; portanto, em nossos esforços de busca, nos concentramos em encontrar NEOs quando elas estão mais distantes da Terra, proporcionando o máximo de tempo e abertura. uma ampla gama de possibilidades de mitigação. ”

Você está ficando mais quente!

Localizar NEOs não é uma tarefa fácil. Mainzer descreve como tentar detectar um pedaço de carvão no céu noturno.

Ela elabora: “As NEOs são intrinsecamente fracas, porque na maioria são muito pequenas e estão longe de nós no espaço.

"Acrescente a isso o fato de que alguns deles são tão escuros quanto o toner da impressora, e tentar identificá-los contra o espaço negro é muito difícil."

Esta é uma imagem da missão proposta NEOCam (Câmera para objetos próximos à terra), que foi projetada para encontrar, rastrear e caracterizar asteróides e cometas que se aproximam da Terra. Usando uma câmera de infravermelho térmico, a missão mede as assinaturas de calor dos NEOs, independentemente de serem de cor clara ou escura. A carcaça do telescópio é pintada de preto para irradiar com eficiência seu próprio calor para o espaço, e seu protetor solar permite observar perto do Sol onde os NEOs nas órbitas mais parecidas com a Terra passam muito tempo. No fundo, há um conjunto de imagens dos asteróides do cinturão principal coletados pela missão do protótipo NEOWISE; os asteróides aparecem como pontos vermelhos contra as estrelas e galáxias de fundo. (NASA)

Em vez de usar a luz visível para localizar objetos recebidos, Mainzer e sua equipe da JPL / Caltech trabalharam com uma característica dos NEOs - seu calor.

Asteróides e cometas são aquecidos pelo sol e, portanto, brilham intensamente nos comprimentos de onda térmicos - infravermelho. Isso significa que eles são mais fáceis de localizar com o telescópio Infravermelho de Pesquisa em Campo Largo de Objeto Próximo à Terra (NEOWISE).

Mainzer explica: “Com a missão NEOWISE, podemos localizar objetos, independentemente da cor da superfície, e usá-los para medir seus tamanhos e outras propriedades da superfície.”

A descoberta das propriedades da superfície do NEO fornece a Mainzer e seus colegas uma visão do tamanho dos objetos e do que eles são feitos, detalhes críticos na montagem de uma estratégia defensiva contra um NEO que ameaça a Terra.

Por exemplo, uma estratégia defensiva é afastar fisicamente um NEO de uma trajetória de impacto na Terra. O fato é que, para calcular a energia necessária para esse empurrão, detalhes da massa do NEO e, portanto, tamanho e composição, são cruciais.

O telescópio espacial NEOWISE avistou o Cometa C / 2013 US10 Catalina em alta velocidade pela Terra em 28 de agosto de 2015. Este cometa chegou da Nuvem de Oort, a concha de material frio e congelado que cerca o Sol na parte mais distante do sistema solar. além da órbita de Netuno. NEOWISE capturou o cometa enquanto ele fervia com a atividade causada pelo calor do sol. Em 15 de novembro de 2015, o cometa se aproximou mais do Sol, mergulhando dentro da órbita da Terra; é possível que seja a primeira vez que esse cometa antigo esteja tão perto do Sol. NEOWISE observou o cometa em dois comprimentos de onda infravermelhos sensíveis ao calor, 3,4 e 4,6 mícrons, que são codificados por cores como ciano e vermelho nesta imagem. NEOWISE detectou esse cometa várias vezes em 2014 e 2015; cinco das exposições são mostradas aqui em uma imagem combinada que representa o movimento do cometa no céu. As grandes quantidades de gás e poeira lançadas pelo cometa aparecem vermelhas nesta imagem porque são muito frias, muito mais frias que as estrelas do fundo. (NASA)

Examinar a composição dos asteróides também ajudará os astrônomos a entender como as circunstâncias em que o sistema solar foi formado.

Mainzer diz: “Esses objetos são intrinsecamente interessantes porque alguns são considerados tão antigos quanto o material original que compunha o sistema solar.

"Uma das coisas que descobrimos é que as NEOs são bastante diversas em composição".

Mainzer agora está interessado em utilizar os avanços na tecnologia de câmeras para ajudar na busca por NEOs. Ela diz: "Estamos propondo à NASA um novo telescópio, a NEOCam, para realizar um trabalho muito mais abrangente de mapeamento de locais de asteróides e medição de seus tamanhos".

Obviamente, a NASA não é a única agência espacial tentando entender as NEOs - a missão da Hayabusa 2 da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) planeja coletar amostras de um asteróide. Em sua apresentação, Mainzer explica como a NASA trabalha com a comunidade espacial global em um esforço internacional para defender o planeta do impacto da NEO.