3498: Descobertos novos planetas menores para lá de Neptuno

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A cúpula do Telescópio Blanco no Observatório Inter-Americano de Cerro Tololo no Chile, onde a câmara DES usada para o levantamento DES estava instalada.
Crédito: Reidar Hahn, Fermilab

Usando dados do DES (Dark Energy Survey), investigadores descobriram mais de 300 objectos transneptunianos (OTNs), planetas menores localizados nos confins do Sistema Solar, incluindo mais de 100 novas descobertas. Publicado na revista The Astrophysical Journal Supplement Series, o estudo também descreve uma nova abordagem para encontrar tipos semelhantes de objectos e pode ajudar pesquisas futuras do hipotético Planeta Nove e de outros planetas não descobertos. O trabalho foi liderado pelo aluno Pedro Bernardinelli e pelos professores Gary Bernstein e Masao Sako da Universidade da Pensilvânia, EUA.

O objectivo do DES, que completou em Janeiro seis anos de recolha de dados, é entender a natureza da energia escura, recolhendo imagens de alta precisão do céu do hemisfério sul. Embora o DES não tenha sido desenhado especificamente para os OTNs, a sua abrangência e profundidade de cobertura tornaram-no particularmente hábil em encontrar novos objectos para lá de Neptuno. “O número de OTNs que podemos encontrar depende de quanto do céu podemos observar e do objecto mais ténue que podemos encontrar,” diz Bernstein.

Dado que o DES foi projectado para estudar galáxias e super-novas, os investigadores tiveram que desenvolver uma mova maneira de rastrear movimento. Dois levantamentos dedicados a OTNs recolhem medições com a frequência de uma ou duas horas, o que permite que os cientistas sigam mais facilmente os seus movimentos. “As pesquisas dedicadas a OTNs têm como ver o objeto a mover-se e é fácil rastreá-los,” diz Bernardinelli. “Uma das principais coisas que fizemos neste artigo foi descobrir uma maneira de recuperar esses movimentos.”

Usando os primeiros quatros anos de dados do DES, Bernardinelli começou com um conjunto de dados de 7 mil milhões de ‘pontos’, todos os possíveis objectos detectados pelo software que estavam acima dos níveis de fundo da imagem. Seguidamente, removeu quaisquer objectos presentes em noites múltiplas – objectos como estrelas, galáxias e super-novas – para criar uma lista “transiente” de 22 milhões de objectos antes de iniciar um jogo massivo de “liga os pontos”, procurando pares ou trios de objectos detectados a fim de ajudar a determinar onde o objecto apareceria nas noites subsequentes.

Com os 7 mil milhões de pontos reduzidos a uma lista de aproximadamente 400 candidatos vistos em pelo menos seis noites de observações, os investigadores tiveram que verificar os seus resultados. “Temos esta lista de candidatos e depois precisamos de garantir que os nossos candidatos são realmente verdadeiros,” explica Bernardinelli.

Para filtrar a sua lista de candidatos até OTNs reais, os investigadores voltaram ao conjunto de dados originais para ver se conseguiam encontrar mais imagens do objecto em questão. “Digamos que encontrámos algo em seis noites diferentes,” realça Bernstein. “Para os OTNs que existem, observámo-los na realidade em 25 noites diferentes. Isto significa que há imagens onde esse objecto deveria estar, mas não conseguiu passar pela primeira etapa de ser chamado de ‘ponto’.”

Bernardinelli desenvolveu uma maneira de “empilhar” várias imagens para criar uma visão mais nítida, o que ajudou a confirmar se um objecto detectado era um OTN real. Também verificaram que o seu método era capaz de detectar OTNs conhecidos nas áreas do céu em estudo e foram capazes de detectar objectos falsos injectados na análise. “A parte mais difícil foi tentar garantir que encontrássemos o que deveríamos encontrar,” diz Bernardinelli.

Após muitos meses de desenvolvimento de método e de análise, os cientistas encontraram 316 OTNs, incluindo 245 descobertas feitas pelo DES e 139 novos objectos que não tinham sido publicados anteriormente. Com apenas 3000 objectos actualmente conhecidos, este catálogo DES representa 10% de todos os objectos transneptunianos conhecidos. Plutão, o OTN mais famoso, está 40 vezes mais distante do Sol do que a Terra, e os OTNs encontrados usando os dados do DES estão entre 30 e 90 vezes a distância Terra-Sol. Alguns destes objectos estão em órbitas extremamente longas que os levam muito além de Plutão.

Agora que o DES está completo, os investigadores estão a executar novamente a sua análise de todo o conjunto de dados do DES, desta vez com um limite mais baixo para a detecção de objectos no primeiro estágio de filtragem. Isto significa que há um potencial ainda maior para, no futuro próximo, encontrar novos OTNs, possivelmente até 500, com base nas estimativas dos investigadores.

O método desenvolvido por Bernardinelli também pode ser usado para procurar OTNs nos próximos levantamentos astronómicos, incluindo o do novo Observatório Vera C. Rubin. Este observatório vai examinar todo o céu do hemisfério sul e será capaz de detectar objectos ainda mais fracos e mais distantes do que o DES. “Muitos dos programas que desenvolvemos podem ser facilmente aplicados a outros grandes conjuntos de dados, como o que o Observatório Rubin vai produzir,” salienta Bernardinelli.

Este catálogo de OTNs também será uma ferramenta científica útil para investigações futuras do Sistema Solar. Dado que o DES recolhe um amplo espectro de dados sobre cada objecto detectado, os investigadores podem tentar descobrir a origem do objecto transneptuniano, tendo em conta que se espera que objectos que se formam mais perto do Sol tenham cores diferentes daqueles formados em regiões mais distantes e mais frias. E, ao estudar as órbitas destes objectos, os cientistas podem estar um passo mais perto de encontrar o Planeta Nove, um planeta hipotético do tamanho de Neptuno que se pensa existir para lá de Plutão.

“Há muitas ideias sobre planetas gigantes que costumavam existir no Sistema Solar e que não existem mais, ou planetas muito distantes e massivos, mas que são demasiado ténues para os termos ainda descoberto,” diz Bernardinelli. “Fazer este catálogo é a parte divertida da descoberta. Depois, quando criamos este recurso, podemos comparar o que encontramos com o que a teoria disse que devíamos encontrar.”

Astronomia On-line
17 de Março de 2020

 

spacenews

 

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *

Este site utiliza o Akismet para reduzir spam. Fica a saber como são processados os dados dos comentários.