O maior telescópio espacial do mundo, o James Webb, ganhou uma nova função: caçador de asteroides

O Telescópio Espacial James Webb da Nasa é uma máquina extraordinária capaz de realizar muitas coisas maravilhosas: ele pode observar galáxias que se formaram logo após o Big Bang, examinar planetas distantes e dar um zoom nos mundos e luas do nosso próprio Sistema Solar. 

Uma nova pesquisa, publicada em dezembro de 2024 na revista científica Nature, descobriu que ele também é surpreendentemente bom em espionar pequenas rochas espaciais – incluindo algumas com apenas alguns metros de comprimento, as menores já descobertas no principal cinturão de asteroides do nosso sistema solar, entre Marte e Júpiter.

O James Webb não foi projetado para detectar asteroides não descobertos; é mais uma mira de franco-atirador usada para ver de perto objetos curiosos extremamente distantes da Terra. “A pessoa comum que estuda exoplanetas não se importa com asteroides”, diz o coautor do estudo, Artem Burdanov, cientista planetário do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o MIT, nos Estados Unidos.

(Você também pode se interessar: Os 9 eventos astronômicos imperdíveis em 2025)

Para aqueles que estudam galáxias e planetas distantes, as rochas espaciais geralmente são mais um incômodo do que qualquer outra coisa. “Os astrofísicos têm tido que lidar com asteroides que atrapalham seus conjuntos de dados desde que começaram a usar a fotografia nos anos 1800 e, como resultado, os chamaram de 'vermes dos céus'”, afirma Andy Rivkin, astrônomo planetário do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, em Maryland, que não participou do novo estudo.

Como os asteroides continuavam a atrapalhar a visão de Burdanov desses reinos distantes, ele e seus colegas se perguntaram se poderiam usar o observatório mais avançado já construído para caçar asteroides. Seus resultados mostram que o JWST é bom em detectar rochas espaciais escondidas por acidente.

Esse trabalho ajuda a preencher a compreensão dos astrônomos sobre o cinturão de asteroides, os destroços deixados para trás pela formação do Sistema Solar interno – e é sempre bom espiar mais dessas cápsulas rochosas do tempo para estudos futuros.

Também é uma vantagem para aqueles que buscam impedir o impacto de asteroides na Terra. Afinal, um dos princípios fundamentais da defesa planetária é que é preciso encontrar asteroides potencialmente perigosos antes que eles nos encontrem. O James Webb não se tornará repentinamente um caçador de asteroides dedicado. Mas “há definitivamente um papel para o JWST na defesa planetária”, explica Rivkin.

O brilho das rochas espaciais

Os asteroides de suma importância para os defensores do planeta são os asteroides próximos à Terra, aqueles cujas órbitas ao redor do Sol os aproximam pelo menos 28 milhões de milhas da órbita da Terra. Qualquer asteroide com pelo menos 140 metros de comprimento é capaz de destruir uma cidade grande, mas os menores também podem causar danos significativos. 

Mesmo um asteroide com apenas algumas dezenas de metros de comprimento pode, com um impacto direto, destruir uma cidade com uma explosão em pleno ar semelhante a uma explosão nuclear não radioativa. O frustrante é que, quanto menor o asteroide, mais difícil é vê-lo.

A maioria dos observatórios que buscam asteroides procura a luz do Sol que incide sobre eles. Mas um asteroide pequeno com uma superfície reflexiva parece tão brilhante quanto um asteroide maior com uma casca mais escura. Isso significa que a luz visível não é a maneira ideal de determinar o tamanho de um asteroide.

O ideal é usar um telescópio que possa ver a luz infravermelha para encontrar os sinais térmicos desses asteroides. “Muitos desses objetos são muito mais brilhantes no infravermelho”, diz o coautor do estudo Julien de Wit, cientista planetário do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos. 

E, usando o infravermelho, um asteroide maior sempre brilha mais do que um menor, independentemente do grau de reflexo ou escurecimento do revestimento externo – o que significa que o infravermelho dá aos astrônomos uma ideia muito melhor do tamanho de um asteroide. O James Webb tem alguns olhos infravermelhos impecáveis – então, de Wit e Burdanov pensaram, por que não ver se poderiam usá-lo a seu favor?

Para descobrir isso, eles usaram um método desenvolvido pela primeira vez na década de 1990 chamado shift-and-stack. Digamos que você tenha várias imagens da mesma parte do espaço tiradas por um telescópio. Um asteroide apareceria nessas imagens como uma fonte de luz muito tênue se movendo ao longo das imagens. Se você empilhar várias fotos dessa fonte tênue, uma sobre a outra, enquanto a rastreia à medida que ela se desloca pelas várias imagens, poderá ampliar o “brilho” da fonte e determinar o que ela é – nesse caso, um asteroide. 

A equipe verificou se esse método de deslocamento e empilhamento funcionava usando dois observatórios terrestres que buscam exoplanetas. Funcionou muito bem: coletivamente, foram detectados centenas de pequenos corpos, desde asteroides do cinturão principal até rochas espaciais que seguem Júpiter, incluindo potencialmente 43 novos objetos. 

Em seguida, a equipe concentrou seu método no Trappist-1, um sistema estelar a 40 anos-luz de distância que abriga vários exoplanetas rochosos. Em 10 mil imagens pré-existentes do James Webb, a equipe encontrou 138 novos asteroides dentro do cinturão principal, variando em tamanho de cerca de 610 metros de comprimento até aqueles com apenas alguns metros de diâmetro. 

Os asteroides no cinturão principal em órbitas estáveis não são uma ameaça. Mas esse estudo mostra que é possível usar o James Webb, enquanto ele estiver fazendo outros trabalhos, para encontrar asteroides pequenos, mas de tamanho perigoso, em tempo hábil. Então, se necessário, o super telescópio pode se unir a outros observatórios para rastrear esses asteroides e determinar se algum deles pode estar vindo em nossa direção.

(Conteúdo relacionado: Quantos eclipses ocorrerão em 2025 e quando eles devem ser vistos?)

Defensores da Terra

Na maior parte do tempo, o James Webb está ocupado estudando o cosmos distante. “Os asteroides não recebem muito tempo”, diz Sabina Raducan, cientista planetária da Universidade de Berna, na Suíça, que não participou do novo estudo. “Mas é muito bom ver que tipo de ciência você pode fazer apenas observando outra coisa.”

Encontrar asteroides com o James Webb é um benefício gratuito, e o fato de que ele pode, às vezes, espiar rochas espaciais extremamente pequenas que podem escapar de outros telescópios é uma descoberta bem-vinda. Mas um observador mais dedicado está no horizonte. A Nasa planeja lançar outro telescópio espacial chamado Near-Earth Object Surveyor ainda nesta década. Ele será equipado com detectores de infravermelho e servirá como um caçador de asteroides dedicado. 

De Wit faz questão de enfatizar que o James Webb não vai destronar o NEO Surveyor antes mesmo de ser lançado. Ele também não deixará de lado nenhum dos observatórios terrestres que já são bastante eficientes na espionagem de asteroides. Isso inclui o quase completo Observatório Vera Rubin, no Chile, um telescópio de luz visível de última geração que deverá encontrar milhões de novos asteroides no primeiro ano de operação. 

“Não há como o James Webb infringir a missão deles”, diz de Witt. Mas a pesquisa de sua equipe sugere que ele ajudará os defensores planetários. Se ele capturar o mesmo asteroide em várias imagens, será possível começar a descobrir em que tipo de órbita ele se encontra e, com a ajuda de outros observatórios, descobrir se ele é um asteroide do cinturão principal a caminho de se tornar um asteroide próximo à Terra.

“Se um possível impactador for encontrado, o James Webb será um dos melhores meios de obtermos informações antecipadas sobre tamanho, composição, etc.”, afirma Rivkin. “Isso pode ser usado para planejar a mitigação e ajudar a projetar qualquer missão de reconhecimento.” Conhecer as propriedades de um asteroide que chega à Terra é realmente importante se você estiver tentando descobrir se é melhor tentar desviá-lo ou explodi-lo em pedacinhos.

No final das contas, esse estudo ressalta que o James Webb é “uma ferramenta realmente excelente” que pode fazer muito mais do que se esperava, diz Burdanov. E quando se trata de defender o mundo de asteroides potencialmente perigosos, toda ferramenta ajuda.