Um estudo conduzido por astrônomos da Alemanha, em parceria com cientistas cidadãos em todo o mundo, identificou as trilhas de mais de mil novos asteroides com base em dados de arquivo do telescópio Hubble.

Dados de arquivo do telescópio Hubble revelaram mais de mil novos asteroides. Imagem: Whitelion61 – Shutterstock

Tudo começou no Asteroid Day de 2019, quando uma equipe de astrônomos lançou o projeto “Hubble Asteroid Hunter” no Zooniverse, uma plataforma popular de ciência colaborativa. O objetivo era identificar asteroides em dados antigos do Hubble que pudessem ter sido abafados por ruídos em estudos anteriores.

“O lixo de um astrônomo pode ser o tesouro de outro astrônomo”, disse Sandor Kruk, pesquisador do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre na Alemanha, em um comunicado. “A quantidade de dados nos arquivos de astronomia aumenta exponencialmente e queríamos fazer uso desses dados incríveis”.

A equipe utilizou observações capturadas pelas câmeras ACS e WFC3 do Hubble entre 30 de abril de 2002 e 14 de março de 2021. Dentro desses dados, os caçadores de asteroides vasculharam mais de 37 mil imagens compostas.

Como o tempo típico de observação desses instrumentos é de 30 minutos, a equipe sabia que asteroides em movimento apareceriam como listras nas imagens. No entanto, essas raias podem ser complicadas para sistemas de computador automatizados detectarem.

“Devido à órbita e ao movimento do próprio Hubble, as listras aparecem curvadas nas imagens, o que dificulta a classificação de trilhas de asteroides — ou melhor, é difícil dizer a um computador como detectá-las automaticamente”, disse Kruk. “Portanto, precisávamos de voluntários para fazer uma classificação inicial, que então usamos para treinar um algoritmo de aprendizagem de máquina”.

Pesquisadores usaram aprendizado de máquina para buscar novas trilhas de asteroides

Para o projeto, 11.482 voluntários analisaram essas milhares de imagens por listras. Seus esforços renderam 1.488 identificações provisórias de asteroides em cerca de 1% das imagens do Hubble, de acordo com o comunicado. 

Com as classificações dos cientistas cidadãos, os astrônomos que lideram o estudo treinaram um algoritmo automatizado de aprendizado de máquina para procurar trilhas adicionais de asteroides que podem ter sido perdidas. O algoritmo adicionou cerca de 900 detecções ao lote, que agora totalizou 2.487 possíveis asteroides.

Esse total foi mais tarde reduzido por Kruk e outros autores do estudo, os astrônomos Pablo García Martín, da Universidade Autônoma de Madrid, e Marcel Popescu, do Instituto Astronômico da Academia Romena. 

Os três cientistas investigaram ainda mais as imagens, detectando trilhas e excluindo raios cósmicos ou outros objetos não-asteroides que poderiam tê-las produzido. Isso diminuiu o número de imagens com asteroides, resultando em um total final de 1.701 trilhas de asteroides provenientes de 1.316 imagens do Hubble.

Cerca de um terço das trilhas confirmadas foram identificadas como asteroides conhecidos listados no banco de dados do Minor Planet Center de objetos do sistema solar. Dois terços das trilhas permanecem não identificadas, embora mesmo os asteroides identificados exigirão mais observação, de acordo com o comunicado.

Uma imagem do Hubble tirada em 5 de dezembro de 2005 do asteroide 2001 SE101 passando em frente à Nebulosa do Caranguejo. Imagem: © NASA/ESA HST, Processamento de imagem: Melina Thévenot

Até agora, os pesquisadores sabem que os asteroides identificados “são sistematicamente mais fracos e, portanto, provavelmente menores do que os típicos asteroides detectados do solo, com uma velocidade e distribuição semelhantes no céu como os asteroides conhecidos no chamado Cinturão Principal”, diz o comunicado.

A equipe pretende acompanhar o novo estudo usando a forma das trilhas de asteroides para tentar determinar quão longe as rochas espaciais estão da Terra e obter informações sobre suas órbitas.

“Os asteroides são remanescentes da formação do nosso sistema solar, o que significa que podemos aprender mais sobre as condições quando nossos planetas nasceram”, disse Kruk. “Usar essa combinação de inteligência humana e artificial para vasculhar grandes quantidades de dados é um grande divisor de águas e também usaremos essas técnicas para outras pesquisas futuras, como com o telescópio EUCLID”.

O telescópio EUCLID, que será lançado no próximo ano se tudo correr dentro do previsto, é um observatório europeu projetado para investigar a matéria escura e a energia escura no universo. No entanto, os cientistas estimam que ele também poderá detectar em torno de 150 mil objetos no sistema solar.

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