No início deste ano, uma rocha espacial inesperada ganhou as manchetes em todo o mundo quando a Rede Internacional de Alerta de Asteroides soou o alarme mais alto desde sua criação em 2013. Os níveis de ameaça para o asteroide recém-descoberto, chamado 2024 YR 4 , estavam aumentando constantemente em vez de diminuir, e especialistas estimaram que a rocha, do tamanho de um superiate, tinha até 1 em 33 chances de atingir a Terra em apenas oito anos. Sua órbita relativamente longa, de quatro anos, significa que ela não será detectável novamente até 2028, em sua passagem final, deixando muito pouco tempo para intervenção.
Os cientistas estavam preocupados, mas semanas de monitoramento adicional trouxeram um alívio. Dados posteriores indicaram que o asteroide YR 4 passaria perto da Terra, embora ainda tivesse uma chance de 1 em 25 de atingir a Lua em 2032. Aliviados por ora, os astrônomos alertam, no entanto, que um grande impacto de um asteroide próximo da Terra (NEA) é apenas uma questão de tempo.
Asteroides têm bombardeado a Terra há eras — alguns com consequências que alteraram o planeta — mas, pela primeira vez na história da humanidade, temos a tecnologia para detectar essas ameaças antes que elas cheguem. Uma rede de telescópios e seus operadores vasculham os céus como parte do sistema de alerta precoce da humanidade contra asteroides perigosos, um esforço conhecido coletivamente como defesa planetária. Seu objetivo é catalogar e rastrear todas as rochas do sistema solar que se dirigem para a Terra e que sejam grandes o suficiente para arrasar uma cidade — sem mencionar o risco de acabar com a civilização como a conhecemos.
Nas últimas décadas, os astrônomos têm feito progressos lentos, mas constantes, em direção a esse objetivo com levantamentos dedicados a objetos próximos da Terra (NEOs). Novos observatórios de ponta, como o Observatório Vera C. Rubin, que iniciou suas operações no início deste ano, estão impulsionando esses esforços, finalmente tornando esse objetivo alcançável.
Caçadores de asteroides
A era moderna da defesa planetária — um termo cunhado pelo tenente-coronel da Força Aérea dos EUA, Lindley Johnson, há três décadas — teve sua origem depois que a humanidade presenciou uma demonstração espetacular de violência cósmica. Descoberto pelo lendário casal de caçadores de asteroides e cometas, Eugene e Carolyn Shoemaker, juntamente com David Levy, o cometa Shoemaker-Levy 9 colidiu com Júpiter em 1994. Alguns fragmentos deixaram cicatrizes atmosféricas maiores que a Terra e continham um poder de destruição 600 vezes maior que todo o arsenal nuclear do nosso planeta.
O evento serviu de alerta para o Congresso e a NASA, levando ao desenvolvimento de um programa abrangente de busca por asteroides sob os auspícios do que hoje é chamado de Escritório de Coordenação de Defesa Planetária. Em 1998, o Congresso formalizou esse esforço, ordenando à NASA que lançasse uma busca abrangente por asteroides maiores que 1 quilômetro (0,6 milha) — o limite de tamanho para uma catástrofe global. Cerca de 200 eram conhecidos na época, ou cerca de 20% do total, de acordo com Paul Chodas, diretor do Centro de Estudos de Objetos Próximos à Terra (CNEOS) do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, na Califórnia.
Desde então, a tecnologia e as ferramentas têm melhorado constantemente, desde filmes fotográficos a detectores digitais e de um punhado de telescópios a uma rede internacional. Três levantamentos em tempo integral — o Catalina Sky Survey (CSS) no Arizona; o Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS) no Havaí; e o robótico Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) no Havaí, Chile e África do Sul — agora vasculham os céus durante todo o ano. Em breve, eles serão acompanhados pela vasta capacidade de levantamento do Observatório Vera C. Rubin no Chile e, em 2027, pelo observatório espacial infravermelho NEO Surveyor. Do espaço, o NEO Surveyor detectará objetos dentro da órbita da Terra usando detectores de infravermelho médio que não exigem que um asteroide reflita a luz solar para ser detectável.
Eugene Shoemaker, que faleceu em 1997, continua sendo uma referência para a comunidade. "Gene me deu meu mantra", diz Greg Leonard, operador de telescópio do CSS. Leonard representa uma geração de caçadores de asteroides diretamente inspirados pelo trabalho de Shoemaker. Recém-formado na faculdade em 1992, ele estagiou com Shoemaker, passando períodos de duas semanas no Monte Palomar em busca de asteroides e cometas que cruzam a órbita da Terra. Agora, ele passa a maioria das noites no topo do Monte Bigelow, a nordeste de Tucson, Arizona, procurando pontos em movimento contra milhares de estrelas estacionárias na tela do computador. "Gene me disse que algo é descoberto pela primeira vez apenas uma vez, então coloque-se em uma posição para descobrir", afirma.
Foi exatamente isso que Leonard fez quando ingressou no CSS há 10 anos, com formação em geologia e paixão pela astronomia. Ele descobriu seu próprio cometa em 2021, o C/2021 A1 (Leonard), que ficou conhecido como o Cometa de Natal e foi destaque na mídia mundial.
Leonard e outros sete observadores em tempo integral do CSS usam vários telescópios nos arredores de Tucson — dois em tempo integral para buscas e até três para confirmações subsequentes. O telescópio Schmidt de 27 polegadas operado por Leonard consegue detectar NEOs (Animais Próximos da Terra) tão pequenos quanto uma pessoa a 3,2 milhões de quilômetros de distância — “uma prova da sensibilidade excepcional do nosso CCD”, o sensor digital do tamanho de um cartão-postal presente no instrumento.
“Avistei três candidatos ontem à noite [9 de novembro de 2024]”, diz Leonard, apontando para uma série de monitores na apertada sala de controle. Uma tela exibe um gráfico colorido que acompanha os movimentos do telescópio girando acima de nós — exposições de 14 segundos, repetidas quatro vezes cada, cobrindo centenas de campos, ou aproximadamente metade do céu, por noite. As imagens são processadas constantemente enquanto o telescópio se move — leva 10 minutos da exposição à conclusão. Outro telescópio, a 6,4 km de distância, no topo do Monte Lemmon, é especializado em objetos mais tênues — até a magnitude 22, um milhão de vezes mais fracos do que nossos olhos podem ver — e leva duas semanas para cobrir metade do céu.
Softwares de detecção e aprendizado de máquina auxiliam na busca, mas ainda existe um importante fator humano. Leonard abre uma imagem da noite anterior, mostrando uma profusão de estrelas em um fundo preto com um círculo vermelho indicando sua descoberta. Um conjunto de quatro fotografias mostra a estrela mudando de posição em relação a um campo estático de estrelas — movimento que Leonard percebeu ao revisar as imagens.
“Os humanos são parte integrante do Catalina Sky Survey”, diz Carson Fuls, diretor do CSS. “Revisamos manualmente os possíveis candidatos porque os humanos são altamente adaptados para detectar movimentos sutis.”
Ao animar fotos sucessivas, os observadores conseguem detectar movimentos mesmo quando um objeto é muito tênue. Se o software e o observador humano concordarem com a descoberta, as detecções são imediatamente enviadas ao Minor Planet Center (MPC) do Centro de Astrofísica de Harvard e do Smithsonian e divulgadas mundialmente para permitir que outros observatórios verifiquem os avistamentos. A rapidez é vital: a visibilidade óptica de um asteroide depende não apenas de sua posição, mas também da posição da Terra e do Sol, e essa geometria pode mudar rapidamente. "O que importa na descoberta de objetos próximos da Terra é a rapidez com que se consegue relatá-la para que outra pessoa possa realizar observações direcionadas, porque, caso contrário, ele desaparece", afirma Fuls.
Assim que o MPC confirma uma detecção (desde que não a descarte como artefato, lixo espacial ou um objeto próximo da Terra [NEO] previamente conhecido), ele a nomeia — tudo dentro de 24 horas.
Segundo Fuls, o CSS avalia os 20 candidatos a asteroides mais prováveis em cada uma das centenas de áreas analisadas por noite. "Análises de dados históricos agregados mostram que 98% dos NEOs detectados estão classificados entre os 20 principais candidatos", afirma Fuls. "Mas isso deixa dezenas em cada área para as quais não temos tempo."
Para suprir essa lacuna, o CSS publica imagens noturnas dos próximos 20 candidatos mais prováveis para que o público as revise na plataforma de ciência cidadã Zooniverse, como parte do projeto The Daily Minor Planet. Mais de 7.000 cientistas cidadãos se conectaram para tentar a sorte na busca por asteroides desde o início do projeto, em outubro de 2023, identificando cerca de 3.500 asteroides não detectados anteriormente e descobrindo três novos NEOs.
Fuls afirma que a introdução do Observatório Rubin ajudará a descobrir ainda mais NEOs. E Mario Juric, chefe do Grupo de Projetos do Sistema Solar do LSST do Rubin, acrescenta: “À medida que [o Rubin] entrar em operação, aposto que todo o sistema de descoberta de defesa planetária será reotimizado para aproveitar os pontos fortes específicos de cada programa, e o conjunto será muito mais poderoso do que qualquer parte individual.”
Classificação de risco
Os astrônomos classificam o risco de asteroides na Escala de Risco de Impacto de Torino, de 10 pontos, que utiliza níveis coloridos. Branco (0) e verde (1) indicam praticamente nenhuma chance de colisão ou uma chance tão pequena que não representa preocupação. Amarelo (2–4) designa asteroides com mais de 1% de chance de colisão, capazes de causar destruição localizada e que exigem atenção caso o encontro ocorra dentro de uma década. Laranja (5–7) identifica objetos que representam uma séria ameaça de destruição regional, com diferentes níveis que exigem atenção dependendo do momento do encontro (variando de 10 a 100 anos). Vermelho (8–10) abrange todas as colisões certas capazes de causar destruição em qualquer período de tempo. O nível 10, o mais alto da escala, é reservado para ameaças de extinção em massa.
Apesar de todas as manchetes, o 4º ano , em seu pior momento, alcançou uma nota de apenas 3 na Escala de Turim. Agora, a nota é 0.
Asteroides próximos da Terra
Os NEOs, que incluem os NEAs, são asteroides ou cometas que orbitam o Sol com um periélio, ou ponto mais próximo do Sol, de 1,3 unidades astronômicas ou menos. (Uma unidade astronômica, ou UA, é a distância média entre a Terra e o Sol, de 150 milhões de quilômetros). Se um asteroide tiver mais de 140 metros de largura e se aproximar a cerca de 7,5 milhões de quilômetros da órbita da Terra, ele é classificado como um asteroide potencialmente perigoso (PHA), capaz de causar destruição em larga escala.
Na busca por cumprir o mandato do Congresso de procurar asteroides maiores que 0,6 milha (3.168 pés; 1 km), o CSS e outros levantamentos enfrentam uma tarefa árdua. "Existem cerca de 24.000 NEAs com 140 metros [460 pés] ou mais, dependendo de como os contamos", diz Chodas. "Encontramos 9.600 NEAs e cerca de 900 com mais de 1 quilômetro [0,6 milha], mas, por essa medida, não chegamos nem à metade do caminho", afirma.
Isso acontece porque determinar o número total de NEAs existentes é complicado. “A porcentagem de NEAs descobertas até agora depende muito do tamanho”, explica Chodas. “Vou dar o exemplo de um grupo de peixes em um pequeno lago. Os peixes são como asteroides. Quando você vai pescar, você os marca à medida que os captura [e] os devolve à água. Você faz isso dia após dia e, depois de um ou dois meses, quando 90% dos peixes que você pesca estão marcados, você sabe que encontrou 90% da população. Mas quanto menor o limite de tamanho que você considera, maior a população e menor a taxa de conclusão.”
Em 2005, o Congresso instruiu a NASA a identificar com mais precisão 90% dos NEOs (Objetos Próximos da Terra) com mais de 140 metros (460 pés); Chodas afirma que cerca de 45% da população esperada já foi identificada. Mas “o número da população aumenta exponencialmente à medida que se considera tamanhos menores: a população é de aproximadamente 100.000 indivíduos no tamanho do objeto de 2024 YR 4 (que tinha cerca de 60 metros [197 pés] de tamanho), e se considerarmos tamanhos ainda menores, a população de NEOs ultrapassa um bilhão”.
Prevenção de colisões
Para Chodas, o verdadeiro desafio é determinar trajetórias, não números. Ele vem prevendo os movimentos de asteroides e cometas com precisão milimétrica há décadas. Chodas também é responsável por inventar asteroides fictícios para as Conferências de Defesa Planetária — um fórum bienal para frustrar hipotéticos corpos espaciais assassinos, semelhante a jogos de guerra para astrônomos e engenheiros.
O CNEOS determina a ameaça de impacto para todos os NEOs relatados — mesmo os candidatos que ainda não foram confirmados. Os objetos no banco de dados de candidatos do MPC são avaliados pelo software Scout do CNEOS, que realiza análises preliminares de trajetória e ameaça para identificar impactores iminentes a curto prazo. O MPC também opera o sistema Sentry, que analisa o catálogo de asteroides confirmados para avaliar se um impacto é possível nos próximos 100 anos. Ambos os sistemas atualizam continuamente as avaliações de risco à medida que novos dados são coletados.
Durante várias semanas após a descoberta do asteroide YR 4 pelo ATLAS no Chile, por volta do Natal de 2024, o risco de impacto continuou aumentando com a obtenção de mais dados, em vez de diminuir, o que gerou alarme. Coincidentemente, o asteroide hipotético para a Conferência de Defesa Planetária deste ano, em maio, era assustadoramente semelhante ao YR 4 em tamanho projetado e probabilidade de impacto, embora tenha sido criado meses antes da descoberta do YR 4. A semelhança impressionante ressaltou a importância vital desses "simulados de guerra", um lembrete para os cientistas de que, inevitavelmente, seus esforços não serão um mero exercício.
O Teste de Redirecionamento de Asteroide Duplo
Até recentemente, os humanos não estavam mais bem preparados para se defender de asteroides assassinos do que os dinossauros. Isso mudou em setembro de 2022, quando a espaçonave DART (Double Asteroid Redirection Test) da NASA, com cerca de meia tonelada, colidiu com o asteroide Dimorphos, de 160 metros (525 pés) e 5,5 milhões de toneladas, a quase 22.500 km/h (14.000 mph), gerando a energia equivalente a três toneladas de TNT.
Dimorphos orbita um asteroide cinco vezes maior que ele, chamado Didymos. Os astrônomos usaram isso para rastrear o resultado do impacto, observando a redução do período orbital do par após o toque. O impacto acabou encurtando o percurso orbital do sistema em 32 minutos.
Comparado às dezenas de quilômetros por segundo com que Dimorphos orbita o Sol, isso representa uma fração minúscula de seu momento — décimos de polegada por segundo. De acordo com David Jewitt, astrônomo da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, que publicou um estudo sobre as consequências do DART em julho de 2023, qualquer desvio útil de um asteroide maior exigiria um impulso muito maior ou precisaria ocorrer décadas antes de uma colisão iminente para ter um efeito cumulativo. "Se você quisesse desviar um asteroide maior — por exemplo, algo 10 vezes maior — precisaria de 1.000 DARTs para obter o mesmo desvio minúsculo", afirma ele.
Um impacto maior, no entanto, significa mais detritos. E no caso de um asteroide em rota de colisão com a Terra, esses detritos podem ser um problema, caindo sobre o planeta mesmo que o impactor maior não o faça. Meses após a colisão, Jewitt e seus colegas descobriram um enxame de rochas de Dimorphos em imagens do Hubble, algumas tão grandes quanto casas, à deriva em todas as direções. Eles agora aguardam o encontro da sonda Hera, da ESA, com Didymos no final de 2026 para descobrir o destino desses detritos.
Galeria de tiro cósmica
A Terra já foi vítima frequente de NEOs (Objetos Próximos da Terra), embora nossas cicatrizes estejam escondidas por eras de erosão, soerguimento e sedimentação. Hoje, o número de potenciais impactores em nossa vizinhança é muito menor do que na juventude do sistema solar. Mas um único impacto como o meteoro de Chelyabinsk em 2013 sobre a Rússia — um asteroide inesperado de 10.000 toneladas que surgiu de trás do Sol e explodiu na estratosfera com 30 vezes a energia de uma pequena bomba atômica — nos lembra que ainda estamos girando em um campo de tiro cósmico.
Estamos nos tornando mais bem preparados. "Previmos impactos com uma margem de erro de poucos segundos e de um quilômetro com apenas algumas horas de antecedência", diz Chodas, referindo-se aos impactos no Sudão em 2008 e na Europa Ocidental em 2023 e 2024. "Divulgamos as previsões e as pessoas chegaram a filmar bolas de fogo atravessando a atmosfera."
No entanto, um lembrete espetacular da nossa vulnerabilidade está bem próximo. Em abril de 2029, a Terra receberá a visita incrivelmente próxima de um asteroide do tamanho de um porta-aviões, que passará muito mais perto do que a Lua. Será um evento que ocorre uma vez a cada mil anos: um asteroide visível a olho nu, que certamente gerará manchetes sensacionalistas.
Descoberto em 2004, o satélite 99942 Apophis (batizado em homenagem à monstruosa serpente deus egípcia que tinha como objetivo perturbar o ciclo do dia e da noite) passará a menos de 32.000 km da Terra, mais perto do que muitos satélites em órbita geossíncrona. Com base em extensas observações e cálculos, especialistas como Chodas determinaram que ele passará inofensivamente e não representará uma ameaça por pelo menos 100 anos.
As agências espaciais estão se preparando com entusiasmo para este encontro excepcional com um asteroide de grande porte. A NASA reconfigurou sua missão OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security — Regolith Explorer), que anteriormente retornou amostras do asteroide 101955 Bennu, como OSIRIS-APEX (OSIRIS-APophis EXplorer), com um novo objetivo: encontrar-se com Apophis. Com o combustível já baixo, ela só poderá sobrevoar Apophis. A Agência Espacial Europeia, por sua vez, espera redirecionar a sonda Hera após sua visita ao asteroide Didymos para estudar os efeitos posteriores do Teste de Redirecionamento Duplo de Asteroides (DART) da NASA. Sob o novo nome de Missão Rápida de Apophis para Segurança Espacial (Ramses), ela se encontrará com Apophis antes que o asteroide passe pela Terra e permanecerá com ele durante toda a sua passagem.
Ambas as missões oferecerão informações valiosas sobre como as forças de maré da Terra interagem com rochas espaciais que chegam ao espaço. Combinadas com novos levantamentos como o de Rubin e observadores dedicados como Leonard e Chodas, os cientistas estão cada vez mais perto de se preparar para o próximo visitante indesejado e, com sorte, frustrar sua missão de causar caos e destruição.
Créditos:https://www.astronomy.com/