É uma convenção astronômica bem conhecida que a Terra tem apenas um satélite natural, que é conhecido (um tanto sem criatividade) como "a Lua". No entanto, os astrônomos sabem há pouco mais de uma década que a Terra também tem uma população do que é conhecido como "luas transitórias". Estes são um subconjunto de objetos próximos à Terra (NEOs) que são captados temporariamente pela gravidade da Terra e assumem órbitas ao redor do nosso planeta.
De acordo com um novo estudo de uma equipe de astrônomos americanos e da Finish, esses orbitadores capturados temporariamente (TCOs) poderiam ser estudados com o Large Synoptic Survey Telescope (LSST) no Chile - que deve entrar em operação em 2020. Ao examinar esses objetos com o telescópio de próxima geração, os autores do estudo argumentam que devemos aprender muito sobre as NEOs e até começar a conduzir missões para elas.
O estudo, que apareceu recentemente na revista Icaro, foi liderado por Grigori Fedorets - um estudante de doutorado do departamento de física da Universidade de Helsinque. Ele se juntou a físicos da Universidade de Tecnologia de Luleå, do Instituto de Pesquisa Intensiva de Dados da Universidade de Washington em Astrofísica e Cosmologia (DIRAC) e da Universidade do Havaí.
O conceito de TCOs foi postulado pela primeira vez em 2006, após a descoberta e caracterização do RH120, um objeto medindo 2 a 3 metros (6,5 a 10 pés) de diâmetro que normalmente orbita o Sol. A cada vinte anos, aproxima-se do sistema Terra-Lua e é capturado temporariamente pela gravidade da Terra.
Observações subseqüentes de NEOs - como o asteróide 1991 VG e o meteoro EN130114 - adicionaram mais peso a essa teoria e permitiram aos astrônomos colocar restrições nas populações de TCO. Isso levou à conclusão de que os satélites capturados temporariamente ocorrem em duas populações. Por um lado, existem TCOs, que equivalem a pelo menos uma revolução ao redor da Terra enquanto são capturados.
Segundo, existem flybys temporariamente capturados (TCFs), que equivalem a menos de uma revolução durante a captura. Segundo Fedorets e seus colegas, esses objetos são um alvo atraente para pesquisas e encontros com naves espaciais - na forma de missões do tamanho do CubeSat ou naves espaciais maiores que podem realizar missões de retorno de amostras.
Para iniciantes, o estudo desses objetos permitiria aos astrônomos restringir o tamanho e a frequência dos NEOs que variam em tamanho de 1/10 de metro a 10 metros de diâmetro, o que não é bem conhecido. Normalmente, esses objetos são muito pequenos e muito fracos para a maioria dos telescópios e técnicas serem observados com eficácia.
Monitorar e estudar esta classe especial de NEOs é onde o LSST entra em cena. Devido à sua alta resolução e sensibilidade, o LSST deve se tornar uma das principais instalações para a descoberta de NEOs e objetos potencialmente perigosos que, de outra forma, são muito difíceis de detectar. Como Fedorets disse à Space Magazine por e-mail:
“Mesmo para o LSST, a grande maioria das luas transitórias será fraca demais para descobrir. No entanto, será o único levantamento capaz de descobrir regularmente luas transitórias ... Os recursos do LSST particularmente adequados para a detecção de TCO incluem: um amplo campo de visão; magnitude limite V = 24,7, permitindo a detecção de objetos fracos; modo operacional com observações consecutivas e acompanhamento rápido do mesmo campo, inicialmente na mesma noite, ajudando a identificar objetos arrastados em movimento rápido. ”
Uma vez instalado e funcionando, o telescópio LSST realizará uma pesquisa de 10 anos que abordará algumas das questões mais prementes sobre a estrutura e evolução do Universo. Isso inclui os mistérios da matéria escura e da energia escura e a formação e estrutura da Via Láctea. Também dedicará tempo de observação ao Sistema Solar, na esperança de aprender mais sobre populações menores de planeta e NEOs.
Para determinar quantos TCOs o LSST detectará, a equipe executou uma série de simulações. Seu trabalho se baseia em um estudo anterior realizado em 2014 pelo Dr. Bryce Bolin, da Caltech e colegas, onde eles avaliaram as instalações astronômicas atuais e de próxima geração. Foi este estudo que indicou como o LSST seria extremamente eficaz na detecção de luas transitórias.
Para o estudo, Fedorets reconsiderou o trabalho de Bolin e conduziu sua própria análise. Como ele descreveu:
“[Uma] população sintética de luas transitórias foi percorrida através da simulação de apontamento LSST. A análise inicial mostrou que o Sistema de Processamento de Objetos Móveis do LSST podia reconhecer apenas três objetos em quatro anos (cadência de três detecções durante um período de 15 dias). Como parecia um número pequeno, realizamos análises adicionais. Selecionamos todas as observações com pelo menos duas observações e realizamos a determinação da órbita e a ligação orbital com métodos alternativos ao MOPS. Esse tratamento especial aumentou o número de candidatos observáveis à lua transitória em uma ordem de magnitude. ”
No final, Fedorets e sua equipe concluíram que usando o LSST e o moderno software de identificação automática de asteróides - também conhecido como. um sistema de processamento de objetos em movimento (MOPS) - um TCO pode ser descoberto uma vez por ano. Essa taxa pode ser aumentada para um TCO a cada dois meses se ferramentas de software adicionais forem desenvolvidas especificamente para a identificação de TCOs que possam complementar um MOPS de linha de base.
Por fim, o estudo dos TCOs será benéfico para os astrônomos por várias razões. Para iniciantes, existe uma lacuna entre o estudo de asteróides maiores e bólidos menores - pequenos meteoros que queimam regularmente na atmosfera da Terra. Aqueles que ficam no meio, que normalmente medem entre 1 e 40 metros (~ 3 a 130 pés) de diâmetro, atualmente não estão bem restritos.
"As luas transitórias são uma boa população para restringir essa faixa de tamanho, pois nessas faixas de tamanho elas devem aparecer regularmente e ser detectadas com LSST", diz Fedorets. “Além disso, os TCOs são alvos excelentes para missões [no local]. Eles foram entregues "de graça" nas proximidades da Terra. Portanto, é necessária uma quantidade relativamente pequena de combustível para alcançá-los. As missões em potencial podem ser projetadas como missões de sobrevôo in situ (por exemplo, da classe CubeSat) ou como os primeiros passos na utilização de recursos de asteróides. ”
Outro benefício do estudo desses objetos é como eles ajudarão os astrônomos a entender melhor os objetos potencialmente perigosos (PHOs). Este termo é usado para descrever asteróides que cruzam periodicamente a órbita da Terra e apresentam risco de colisão. Embora tenham características observacionais semelhantes aos TCOs, eles podem ser discernidos apenas com base em suas órbitas.
Obviamente, Fedorets enfatizou que, embora os TCOs passem meses em órbitas geocêntricas, uma possível missão para estudar uma delas teria que ter uma resposta rápida por natureza. Felizmente, a ESA está desenvolvendo essa missão na forma de seu "Cometa Interceptador", que será lançado em uma órbita de hibernação estável e ativado quando um cometa ou asteróide entrar na órbita da Terra.
Uma maior compreensão dos satélites temporários da Terra, objetos potencialmente perigosos e asteróides próximos da Terra é apenas um dos muitos benefícios que se espera virem dos telescópios da próxima geração como o LSST. Esses instrumentos não apenas nos permitem ver mais longe e com maior clareza (expandindo nosso conhecimento do nosso Sistema Solar e do cosmos), mas também podem nos ajudar a garantir nossa sobrevivência a longo prazo como espécie.
