Visitantes do espaço: como a ciência detecta asteroides e cometas?

Se você já viu o filme "Não Olhe Para Cima" ("Don't Look Up", em inglês), que estreou na Netflix no início do último mês de dezembro, deve ter olhado para cima, com o perdão do trocadilho, e pensado no risco de termos um visitante espacial indesejado, na forma de uma rocha gigante, fazendo um pouso forçado de última hora no nosso querido planeta.

Nada melhor, portanto, do que falarmos com quem realmente manja do assunto para saber sobre como cometas e asteroides são detectados e se, de fato, há risco de descobrirmos que um desses corpos celestes está prestes a se chocar com a Terra.

O problema tem nome: NEO

Não, não estamos misturando os filmes aqui e falando do personagem Neo, da série "Matrix". NEO, na verdade, são as iniciais de "Near Earth Objects", ou objetos próximos da Terra. Apesar do que o nome sugere, isso não quer dizer que, necessariamente, esses corpos estejam próximos ao nosso planeta, mas sim cuja trajetória passa próxima da órbita que a Terra desenvolve ao redor do Sol.

São considerados NEOs os objetos cujo ponto da sua órbita mais próxima do Sol é de 1,3 unidade astronômica. Cada unidade astronômica corresponde à distância média da órbita terrestre em relação ao Sol, ou seja, cerca de 150 milhões de quilômetros. Se esses objetos tiverem mais de 140 metros de diâmetro, eles passam a ser considerados PHOs (iniciais de "Potentially Hazardous Object", ou objeto potencialmente perigoso).

"A órbita é a característica decisiva quando se fala de risco e são esses corpos que são monitorados com cuidado", diz Roberto D. Dias da Costa, professor do Departamento de Astronomia do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP).

Detectar um asteroide ou um cometa com essas características é um processo relativamente simples, ainda que trabalhoso. Basicamente, o que se faz é o oposto do título do filme da Netflix. Ou seja: olhar para cima.

Há programas de monitoramento dedicados exclusivamente à tarefa de detectar corpos móveis do Sistema Solar. São telescópios que ficam continuamente fotografando o céu, fazendo uma espécie de mosaico de imagens.

"Cada foto é comparada com a anterior da mesma posição. Quando surge um corpo móvel, ele muda de posição de uma foto para a seguinte, enquanto as estrelas, obviamente, não se movem. Uma vez descartados os falsos positivos simples, como aeronaves ou balões meteorológicos, os corpos suspeitos são monitorados de forma contínua, ou seja, são seguidos, de modo a determinar suas distâncias e órbitas", explica Costa.

Esses telescópios podem estar tanto na superfície da Terra quanto na órbita do nosso planeta. O NEOWISE se enquadra nesse segundo caso. Trata-se de um telescópio espacial lançado em 2009 — ainda sob o nome de WISE (iniciais de Wide-Field Infrared Survey Explorer, ou explorador de análise por infravermelho de campo aberto, em tradução livre) —, cujo intuito inicial era analisar o céu para a detecção de asteroides, estrelas e galáxias. Em 2013, ele foi recolocado em operação e passou a monitorar os chamados NEOs.

"Ele observa o céu inteiro no comprimento de ondas de 3 até 25 micrômetros. Esse telescópio foi responsável pela observação do cometa NEOWISE, que levou o mesmo nome do telescópio e foi observado no Brasil em 2020. Esse telescópio tira fotos do céu a cada 11 segundos. São mais de 7500 imagens por dia que podem ser comparadas uma com as outras em diferentes tipos de comprimentos de onda no intervalo de comprimento de onda que o telescópio observa", conta Roberta Duarte, doutoranda em Astrofísica pelo Departamento de Astronomia do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP).

Uma vez que o objeto é detectado, a sua órbita pode ser determinada usando diversas técnicas. Duarte explica que, entre elas, está o uso de outros comprimentos de ondas, tanto visíveis quanto por rádio, além de medições via fotometria (análise do fluxo ou intensidade da radiação eletromagnética de um objeto astronômico) e espectroscopia (que observa o espectro de radiação eletromagnética do objeto).

"Isso permite analisar a curva de luz e entender como o brilho do corpo está mudando. A partir daí, calcula-se a órbita utilizando ferramentas da astrometria, a área da Astronomia que estuda medidas de corpos no céu assim como posições e movimentos desses corpos. No caso de um objeto muito próximo da Terra, também podem ser usados radares que podem detectar a curta distância ou após eles entrarem na atmosfera terrestre", complementa Duarte.

No site do Jet Propulsion Laboratory da NASA é possível encontrar uma ferramenta que mostra a órbita de corpos de interesse conhecidos. Basta clicar aqui e incluir o objeto que desejar. Para uma lista dos nomes de NEOs, basta visitar aqui.

Quanto maior, melhor

Pode parecer um contrassenso, mas quanto maior o asteroide ou o cometa detectado, melhor. Isso porque, normalmente, corpos mais avantajados costumam ser detectados quando ainda estão muito longe da Terra.

"Aquele chavão dos filmes-catástrofe de que um objeto é encontrado e vai colidir com a Terra em poucos dias ou horas é falso. Devido às grandes distâncias envolvidas, esses objetos são encontrados tipicamente anos antes de sua passagem próxima a nós. Apenas os objetos pequenos, com tamanhos da ordem da dezena de metros ou menos, é que são encontrados muito próximos ou às vezes nem são vistos previamente e só são detectados quando caem", salienta Costa.

Um exemplo de objeto pequeno (ao menos em termos astronômicos) é o meteoro de Chelyabinsk, que caiu em 2013 na Rússia. Estima-se que ele tinha entre 15 e 17 metros de diâmetro, o que impediu sua detecção prévia. Ainda assim, ele causou danos ao explodir no céu, o que mostra o quanto esses objetos podem ser perigosos. Passagens similares aconteceram na Rússia, em 1908, com o Evento de Tunguska, e no Brasil, em 1930, com o Evento do Rio Curuçá.

Objetos maiores, portanto, são detectados antes. Mas o que fazer caso um objeto de grandes proporções seja encontrado e tenha como destino a Terra?

No momento, a resposta para isso é um tanto assustadora: nada. Isso porque ainda não há um procedimento padrão para atuar nesses casos.

Essa situação, no entanto, tende a mudar. Em 24 de novembro de 2021, a Nasa lançou uma missão espacial chamada DART (Double Asteroid Redirection Test, ou Teste de Redirecionamento de Asteroide Duplo), cujo intuito é testar um sistema capaz de mudar o movimento padrão de corpos como asteróides e cometas e, assim, evitar possíveis impactos no futuro.

O alvo é a lua do 65803 Didymos, um asteroide binário cujo corpo principal tem cerca de 800 metros de diâmetro e cuja órbita fica boa parte do tempo entre a Terra e Marte - no ponto mais próximo da Terra, ele está a cerca de 20 vezes a distância entre o nosso planeta e a Lua. A ideia é causar o impacto de uma sonda em sua lua, que tem cerca de 160 metros de diâmetro, e ver o quanto isso altera a sua trajetória. Caso o resultado seja satisfatório — mesmo que o desvio seja mínimo, isso tende a causar mudanças de trajetória consideráveis a médio e longo prazo —, essa técnica tem tudo para ser a principal maneira de defender nosso planeta.

Asteroide ou cometa: qual é o mais perigoso?

Considerando um impacto de um corpo celeste com a Terra, seria mais perigoso se esse corpo fosse um asteroide ou um cometa?

Na prática, a resposta é direta: tanto faz. O que mais importa, neste caso, é o tamanho. Não é preciso dizer que quanto maior o objeto a colidir com a Terra, mais danos ele causará.

"Para causar danos em escala global, seria necessário um corpo com centenas de metros ou quilômetros. Em geral, a maioria dos objetos observados até hoje são consideravelmente pequenos e que não apresentam riscos. Outro ponto relevante é que a maioria deles já tem sua órbita calculada pelos próximos 100 anos e não há risco de impacto de um perigoso com a Terra", diz Duarte.

De maneira geral, asteroides e cometas são bastante parecidos em termos gerais, sendo que a maior diferença é a sua composição. Enquanto cometas incluem gelo e poeira em sua composição — o que ajuda a explicar a formação de uma "cauda" —, asteroides costumam ser compostos de metais.

Agora se formos falar sobre risco tendo como critério a chance de uma colisão com a Terra, a balança acaba pesando a favor dos asteroides. Isso porque, no Sistema Solar, a maioria deles se concentra em um cinturão entre as órbitas de Marte e Júpiter. Em termos astronômicos, isso significa que eles estão próximos de nós.

Já os cometas, por sua vez, são mais raros, mas têm uma característica que acaba incomodando: a sua imprevisibilidade.

"É preciso lembrar aqui que os planetas e a maioria dos asteroides se movem em torno do Sol num mesmo plano como se estivessem sobre uma mesa. Esse plano coincide com o plano do equador do Sol e tem como razão a origem comum de todos os corpos do sistema. Quando a nebulosa protossolar se condensou, o Sol foi formado no centro e um disco equatorial foi formado em torno deste. Do disco se formaram os planetas, satélites e asteroides, então tudo se move aproximadamente no mesmo plano, com uma ou outra exceção devido a colisões na época da formação", detalha Costa.

Os cometas, por sua vez, ficam "guardados" na Nuvem de Oort, que tem forma aproximadamente esférica - como se fosse uma "casca" do Sistema Solar — e está muito longe do Sol, ainda que gravitacionalmente ligada a este. "Muito longe", neste caso, é cerca de mil vezes mais distante do que os planetas estão do Sol.

"Então, quando um cometa entra no sistema solar interno, onde moramos, ele pode surgir de qualquer direção, sem levar em conta a órbita típica dos objetos presentes dentro do Sistema. Por isso mesmo, até hoje os astrônomos são surpreendidos por cometas que já estão relativamente próximos a nós", conclui Costa.