Astrônomos descobriram dois objetos interestelares conhecidos (ISO), ‘Oumuamua e 21/Borisov. No entanto, poderia haver milhares desses objetos passando pelo Sistema Solar a qualquer momento. De acordo com um novo artigo, o futuro Telescópio Vera Rubin será um caçador fantástico de objetos interestelares e poderia encontrar até 70 objetos por ano vindos de outros sistemas estelares.
O Observatório Rubin é um telescópio terrestre localizado nas alturas dos Andes chilenos. Espera-se que ele capte sua primeira luz em algum momento de 2025, um cronograma que já foi adiado algumas vezes. O Telescópio de Pesquisa Simonyi de 8,4 metros do observatório tirará imagens do céu usando a câmera digital de maior resolução do mundo, uma câmera de 3.200 megapixels que inclui a maior lente olho-de-peixe do mundo. A câmera tem aproximadamente o tamanho de um carro pequeno e pesa quase 2800 kg. Este telescópio de pesquisa é rápido e será capaz de escanear todo o céu visível no hemisfério sul a cada poucas noites.
Um dos principais projetos para o Observatório Rubin é o Levantamento do Legado do Espaço e do Tempo (LSST), que deve durar pelo menos 10 anos. Os pesquisadores antecipam que este projeto reunirá dados sobre mais de 5 milhões de objetos do cinturão de asteroides, 300.000 Troianos de Júpiter, 100.000 objetos próximos à Terra e mais de 40.000 objetos do cinturão de Kuiper. Como o Rubin será capaz de mapear o céu noturno visível a cada poucos dias, muitos desses objetos serão observados centenas de vezes.
Devido às observações repetidas do telescópio, haverá uma enorme quantidade de dados para calcular as posições e órbitas de todos esses objetos. Com todos esses dados e mapeamentos, espera-se que o Rubin seja capaz de detectar objetos interestelares fracos – e esses ISOs velozes podem até se destacar entre todos os outros objetos. Basicamente, o LSST será capaz de capturar uma visão em timelapse de objetos interestelares em suas rápidas jornadas pelo nosso Sistema Solar.
Várias estimativas e previsões têm sido feitas por vários astrônomos sobre quantos objetos interestelares Rubin será capaz de detectar. Uma estimativa disse cinco por ano, outra 7, outra 21.
Um novo artigo pré-impresso publicado no arXiv sugeriu que o LSST poderia encontrar até 70 objetos interestelares todos os anos. “A taxa anual na qual o LSST deve descobrir objetos interestelares do tipo ‘Oumuamua varia de cerca de 0 a 70 objetos detectados por ano”, escrevem os astrônomos Dusan Marceta e Darryl Z. Seligman.
Para chegar a esse número, eles aplicaram uma ferramenta recentemente desenvolvida chamada algoritmo Object In Field (OIF).
“Ele serve como um gerador de observações que simula uma campanha real do LSST”, disse Marceta ao Universe Today por email, “fornecendo tempo e coordenadas para cada campo de visão (FOV) do LSST e tempo de exposição. Ele também permite a inclusão de uma população arbitrária de objetos móveis do sistema solar, como asteroides ou cometas. Em seguida, ele propaga seu movimento, determina suas posições no céu e detecta se alguns deles aparecem nos FOVs mencionados.”
Marceta, professor da Universidade de Belgrado, disse que eles desenvolveram um método para gerar uma população de asteroides interestelares e utilizaram o OIF para avaliar quantos desses objetos podem ser detectados pelo LSST sob várias condições.
“Dada a natureza não restrita da população de objetos interestelares, consideramos uma ampla gama de possibilidades para parâmetros críticos”, disse ele. “Isso incluiu distribuições de tamanho, a gama de albedo e seus movimentos assumidos no espaço interestelar. Levando em conta todos esses fatores, chegamos a uma faixa de 0-70 objetos por ano.”
Isso assume que pelo menos tantos objetos interestelares realmente existem. Marceta disse que eles assumiram uma densidade de número de 0,1 objeto por unidade astronômica cúbica, um valor implicado pela detecção de ‘Oumuamua, “que permanece altamente incerto, assim como outros parâmetros associados a essa população”, disse ele.
No entanto, como os ISOs se movem tão rápido, eles podem ser mais fáceis de detectar com o Observatório Rubin devido a um efeito chamado ‘perda de rastreamento’.
“É um efeito que ocorre quando um objeto em movimento rápido está dentro do FOV do telescópio”, explicou Marceta. “Para excitar um pixel no CCD, um certo número de fótons deve atingi-lo durante o tempo de exposição (que é de 15 segundos em nossas simulações). Para objetos estacionários como estrelas, todos os fótons durante o tempo de exposição atingem a mesma área do CCD. No entanto, para um objeto que muda sua posição durante o tempo de exposição, os fótons atingem diferentes pixels à medida que se move.”
Marceta disse que mesmo que o número total de fótons possa ser suficiente para excitar um pixel, se eles estiverem espalhados por um grande número de pixels, é possível que nenhum dos pixels receba fótons suficientes para exceder o ruído de fundo.
“Quanto mais rápido o objeto se move, maior o número de pixels que recebem os fótons, tornando a perda de rastreamento mais perceptível”, disse ele. “Nossa simulação mostra que objetos interestelares podem aparecer no campo de visão do telescópio com velocidades significativamente superiores às das populações mais rápidas do sistema solar, o que torna essa questão particularmente importante.”
Mas, é claro, isso é um dilema do tipo o que veio primeiro, o ovo ou a galinha. Devido a um tamanho de amostra de apenas dois, os cientistas agora só podem fazer previsões vagas de quantos objetos interestelares Rubin revelará. Uma vez que uma amostra maior de objetos interestelares possa ser contada e analisada, os astrônomos terão uma ideia muito melhor da população desses objetos… o que provavelmente só acontecerá depois que o Observatório Rubin estiver operacional.
Mas Marceta e Seligman estão otimistas de que Rubin e o LSST mudarão tudo.
“É possível que a densidade de número de objetos do tipo ‘Oumuamua seja maior do que a estimativa atual devido a uma grande fração de objetos interestelares atualmente indetectáveis devido à perda de rastreamento e movimentos rápidos no céu”, eles escrevem.
Quanto mais pudermos encontrar, melhor, porque alguns desses estarão na trajetória perfeita para uma missão interceptadora interestelar. Aprender detalhes sobre objetos de outros sistemas solares pode mudar fundamentalmente nossa visão do universo e nosso lugar nele.
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