A NASA está pedindo aos cientistas cidadãos que ajudem a caçar exoplanetas no vasto acervo de imagens coletadas pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite.
A NASA está recrutando cientistas cidadãos voluntários para ajudar os astrônomos a descobrir exoplanetas escondidos nas observações de um de seus telescópios espaciais.
Dois projetos de ciência cidadã, Planet Hunters TESS e Planet Patrol, estão pedindo aos usuários que ajudem a classificar as imagens do Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA e separar os sinais de exoplanetas em potencial daqueles de impostores de planetas. Enquanto isso, outro projeto chamado Exoplanet Watch está convocando astrônomos amadores para ajudar a acompanhar as descobertas de novos planetas usando telescópios de quintal.
É uma oportunidade para os voluntários desempenharem um papel importante na corrida do ouro dos exoplanetas da astronomia, onde milhares de mundos foram descobertos nas últimas décadas. Os projetos serão apresentados como parte de um evento em 21 de maio chamado Planet Palooza durante o CitSciCon, organizado pela NASA, SciStarter e a Citizen Science Association. O evento é organizado por Phil Plait, também conhecido como o Bad Astronomer.
A Missão TESS da NASA
Em 2018, a NASA lançou o TESS como um telescópio espacial de próxima geração projetado para encontrar os vizinhos cósmicos da Terra. A missão foi a sucessora da icônica nave espacial Kepler da NASA, que encontrou mais de 5.000 exoplanetas em potencial.
Como seu antecessor, a missão da TESS é descobrir novos mundos alienígenas, observando as quedas de luz em mais de 200.000 estrelas próximas e brilhantes. Os astrônomos chamam essas depressões de “trânsitos”. E durante sua missão inicial de dois anos, a TESS conseguiu imagens de quase todo o céu noturno e fez quase 100 novas descobertas de exoplanetas confirmadas. O telescópio espacial também descobriu milhares de candidatos a exoplanetas em potencial, graças a algoritmos inteligentes e hardware sofisticado. Mas confirmar esses candidatos não é fácil.
Os candidatos iniciais a planetas são encontrados por um algoritmo que faz a varredura das imagens do TESS. Em seguida, os astrônomos recrutam um segundo algoritmo altamente eficaz para confirmar os resultados do primeiro programa. Mas mesmo esses códigos de computador de ponta às vezes são interrompidos, deixando um grande número de exoplanetas em potencial que precisam ser confirmados manualmente.
“Com o TESS, o número de alvos a serem observados agora está na casa dos milhões e, mesmo depois de executar o software de verificação, o número ainda está na casa dos milhões”, disse o astrônomo da NASA e oficial de ciência cidadã Marc Kuchner.
A maioria desses milhões de alvos não são exoplanetas. Mas a NASA ainda precisa fazer uma análise básica para descobrir se é ruído, uma estrela binária ou algo mais interessante. Os astrônomos não conseguem lidar com um trabalho tão grande sozinhos, então os cientistas cidadãos entraram em ação para assumir a tarefa.
Ciência cidadã em astronomia
Recorrer a voluntários da ciência cidadã para esse tipo de ajuda não é incomum na astronomia hoje em dia. As pesquisas astronômicas modernas geralmente usam algoritmos de computador para descobrir novos objetos em seus vastos arquivos de imagens. Mas os astrônomos sabem que os computadores não conseguem capturar tudo. E o cérebro humano muitas vezes ainda é melhor na identificação de novos planetas do que um computador.
“Os conjuntos de dados que estamos obtendo para a astronomia são enormes agora”, diz Kuchner, que também trabalha no Planet Patrol. “Os cientistas cidadãos já descobriram metade dos cometas conhecidos e a maioria dos exoplanetas de longo período. Eles estão fazendo descobertas a torto e a direito. Acho que os projetos de astronomia estão percebendo que precisam trabalhar com a comunidade científica dos cidadãos para aproveitar ao máximo a ciência de dados.”
Cientistas cidadãos já ajudaram a descobrir centenas de novos exoplanetas, milhares de anãs marrons, além de outros objetos estranhos, como a estrela de Boyajian.
Voluntários com Planet Hunters TESS fizeram mais de 250.000 classificações de objetos astronômicos. E até agora, cerca de 5.000 voluntários da Patrulha do Planeta fizeram mais de 400.000 classificações de imagens. Na verdade, eles já analisaram todos os dados enviados do projeto, então os pesquisadores estão trabalhando no upload de novas imagens para análise.
No Planet Patrol, os usuários são solicitados a olhar para uma imagem e aplicar algumas categorizações básicas, como se há um ponto brilhante no centro da imagem, mais de um ponto brilhante ou nenhum ponto brilhante bem definido.
“Nossos algoritmos automatizados estão corretos cerca de 90 por cento das vezes”, diz o líder do projeto da Patrulha do Planeta, Veselin Kostov, que trabalha como pesquisador no Goddard Space Flight Center da NASA e no SETI Institute. “[Mas] às vezes, eles lutam com sinais fracos.”
De acordo com Kostov, os algoritmos podem ser interrompidos por falsos positivos, que se parecem com os sinais de exoplanetas, mas na verdade são outros fenômenos naturais. Fontes comuns de confusão incluem eclipses estelares e ocultações, onde uma estrela passa na frente da outra, bem como artefatos de instrumentos.
Astrônomos amadores caçando exoplanetas
Quando a missão TESS terminar, a NASA espera que o telescópio espacial tenha descoberto milhares de exoplanetas confirmados relativamente perto da Terra. Destes, estima-se que cerca de 300 sejam exoplanetas do tamanho da Terra ou um pouco maiores. Então, depois que o Telescópio Espacial James Webb for lançado nos próximos anos, ele fará um acompanhamento dessas descobertas com muito mais detalhes, dando aos astrônomos uma visão sem precedentes de outros mundos que podem ser exatamente como a Terra.
“O apogeu da ciência TESS ainda está por vir”, diz Kuchner. “O objetivo principal é que esses planetas sejam acompanhados pelo JWST. Acho que vai realmente extrair o máximo de ciência desses exoplanetas TESS. Cada um é intrinsecamente interessante porque está próximo – muitas vezes eles estão em sistemas estelares dos quais você já ouviu falar.”
Enquanto um planeta típico descoberto pelo telescópio espacial Kepler pode estar a milhares de anos-luz de distância, os descobertos pelo TESS podem estar a apenas 100 anos-luz de distância. E essa proximidade significa que o JWST será capaz de olhar para as impressões digitais químicas desses mundos, incluindo suas atmosferas, em busca de possíveis sinais de vida. Portanto, um mundo descoberto pelos usuários do Planet Patrol pode acabar sendo um que os astrônomos logo estudarão com muito mais detalhes.
O Exoplanet Watch também espera tornar mais fácil o acompanhamento de candidatos a exoplanetas. O projeto de ciência cidadã da NASA está começando com o objetivo de que astrônomos amadores, assim como faculdades e universidades, observem exoplanetas em trânsito com pequenos telescópios. Os cientistas cidadãos observam seus próprios exoplanetas, analisam e carregam seus próprios dados e, em seguida, fazem o upload para a Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis para que possam ser compartilhados com astrônomos.
Essas observações de pequenos telescópios podem determinar a órbita de um planeta, o que ajuda os pesquisadores a calcular melhor o tamanho do mundo. Além de confirmar e descobrir novos exoplanetas, as observações também devem permitir um uso mais eficiente do tempo em telescópios espaciais caros, como o JWST.
E embora a oportunidade de ajudar a descobrir planetas inteiros possa parecer um grande incentivo para se envolver, Kuchner diz que, em sua experiência, os cientistas cidadãos são frequentemente inspirados a continuar por benefícios que nunca esperaram inicialmente.
“Muda a vida das pessoas quando elas conhecem novas pessoas que estão fazendo ciência”, diz Kuchner. “Eles percebem que não são a única pessoa interessada nisso. Existem outras pessoas como eles. Então, eles fazem sua primeira descoberta e tornam-se parte da ação.”
Os voluntários que desejam entrar na ação de caça ao planeta podem sintonizar o evento Planet Palooza em 21 de maio para uma demonstração do Planet Hunters TESS. Os cientistas do projeto da NASA também estarão disponíveis para responder a perguntas.
Publicado em 30/05/2021 01h04
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