Detetives estelares: cientistas cidadãos e IA descobrem asteróides ocultos com o Hubble

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#Asteróides 

“”A exposição ao céu profundo produz evidências reveladoras de movimento de asteróides através do fundo celestial Há mais de 4 bilhões de anos, os oito principais planetas ao redor do nosso Sol se formaram pela varredura de detritos de um vasto disco de poeira e gás que cerca o Sol. Isso é comum ao processo de nascimento do planeta, e o H””””

es Caçando pequenos asteróides do cinturão principal Assim como pedregulhos, rochas e seixos espalhados por uma paisagem, os asteróides vêm em uma ampla variedade de tamanhos.

Catalogar asteróides no espaço é complicado porque eles são tênues e não param para serem fotografados enquanto percorrem suas órbitas ao redor do Sol.

Os astrônomos usaram recentemente um conjunto de imagens de arquivo obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA para capturar visualmente uma população praticamente invisível de asteróides mais pequenos no seu rasto.

A caça ao tesouro exigiu a leitura de 37.000 imagens do Hubble abrangendo 19 anos.

A recompensa foi encontrar 1.701 rastros de asteroides, sendo 1.031 dos asteroides anteriormente não catalogados.

Cerca de 400 desses asteroides não catalogados têm menos de 1 quilômetro de tamanho.

Ciência Cidadã e Aprendizado de Máquina em Astronomia

Voluntários de todo o mundo, conhecidos como “cientistas cidadãos”, contribuíram para a identificação desta recompensa de asteróides.

Cientistas profissionais combinaram os esforços dos voluntários com algoritmos de machine learning para identificar os asteróides.

Representa uma nova abordagem para encontrar asteróides em arquivos astronómicos que abrangem décadas, que pode ser eficazmente aplicada a outros conjuntos de dados, dizem os investigadores.

“Estamos nos aprofundando na observação da menor população de asteróides do cinturão principal.

Ficamos surpresos ao ver um número tão grande de objetos candidatos”, disse o autor principal Pablo García Martín, da Universidade Autônoma de Madrid, Espanha.

“Havia algum indício da existência desta população, mas agora estamos a confirmá-la com uma amostra aleatória da população de asteróides obtida usando todo o arquivo do Hubble.

Isto é importante para fornecer insights sobre os modelos evolutivos do nosso sistema solar.”

Insights sobre a evolução dos asteróides

A grande amostra aleatória oferece novos insights sobre a formação e evolução do cinturão de asteróides.

Encontrar muitos asteróides pequenos favorece a ideia de que são fragmentos de asteróides maiores que colidiram e se quebraram, como cerâmica quebrada.

Este é um processo de destruição que se estende por bilhões de anos.

Uma teoria alternativa para a existência de fragmentos menores é que eles se formaram dessa forma há bilhões de anos.

Mas não existe nenhum mecanismo concebível que os impeça de crescer como uma bola de neve até tamanhos maiores à medida que aglomeram poeira do disco circunstelar de formação planetária em torno do nosso Sol.

“As colisões teriam uma certa assinatura que poderíamos usar para testar a atual população da cintura principal”, disse o co-autor Bruno Merín do Centro Europeu de Astronomia Espacial, em Madrid, Espanha.

Astrônomos amadores ensinam IA encontrando asteróides

Devido à rápida órbita do Hubble em torno da Terra, ele pode capturar asteróides errantes através de seus rastros reveladores nas exposições do Hubble.

Visto de um telescópio baseado na Terra, um asteroide deixa uma marca na imagem.

Os asteroides “fotobombam? as exposições do Hubble, aparecendo como trilhas curvas e inconfundíveis nas fotografias do Hubble.

À medida que o Hubble se move ao redor da Terra, ele muda seu ponto de vista enquanto observa um asteróide, que também se move ao longo de sua própria órbita.

Conhecendo a posição do Hubble durante a observação e medindo a curvatura das faixas, os cientistas podem determinar as distâncias aos asteróides e estimar a forma das suas órbitas.

Os asteróides capturados residem principalmente no cinturão principal, que fica entre as órbitas de Marte e Júpiter.

Seu brilho é medido pelas câmeras sensíveis do Hubble.

E comparar o brilho com a distância permite uma estimativa do tamanho.

Os asteroides mais fracos na pesquisa têm aproximadamente um quadragésimo milionésimo do brilho da estrela mais fraca que pode ser vista pelo olho humano.

“As posições dos asteroides mudam com o tempo e, portanto, não é possível encontrá-los apenas inserindo as coordenadas, porque em momentos diferentes eles podem não estar lá”, disse Merín.

“Como astrônomos, não temos tempo para examinar todas as imagens de asteróides.

Então tivemos a ideia de colaborar com mais de 10.000 voluntários da ciência cidadã para examinar os enormes arquivos do Hubble.”

Ciência Cidadã e Pesquisa Futura

Em 2019, um grupo internacional de astrônomos lançou o Hubble Asteroid Hunter, um projeto de ciência cidadã para identificar asteróides em dados de arquivo do Hubble.

A iniciativa foi desenvolvida por investigadores e engenheiros do Centro Europeu de Ciência e Tecnologia (ESTEC) e do centro de dados científicos do Centro Europeu de Astronomia Espacial (ESDC), em colaboração com a plataforma Zooniverse, a maior e mais popular plataforma de ciência cidadã do mundo, e Google.


Um total de 11.482 voluntários da ciência cidadã, que forneceram quase 2 milhões de identificações, receberam então um conjunto de treinamento para um algoritmo automatizado para identificar asteróides baseado em Inteligência Artificial.

Esta abordagem pioneira pode ser eficazmente aplicada a outros conjuntos de dados.

Em seguida, o projeto irá explorar as faixas de asteróides até então desconhecidos para caracterizar as suas órbitas e estudar as suas propriedades, como os períodos de rotação.

Como a maioria destas faixas de asteróides foram capturadas pelo Hubble há muitos anos, não é possível acompanhá-las agora para determinar as suas órbitas.

As descobertas foram publicadas na revista Astronomy and Astrophysics .


Publicado em 25/06/2024 20h18

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