Exoasteroides

Nossa Missão

Chamamos asteroides que orbitam estrelas diferentes do Sol de "exoasteroides". Junte-se à nossa busca por exoasteroides ao redor de anãs brancas, objetos do tamanho de planetas que representam o estágio evolutivo final de estrelas semelhantes ao Sol!

Quando uma estrela semelhante ao Sol morre, ela se torna uma anã branca. Muitas anãs brancas são cercadas por discos empoeirados, considerados remanescentes de sistemas planetários. Esses discos podem abrigar corpos em órbita, como asteroides e cometas. (Veja a representação do artista abaixo). Discos empoeirados ao redor de anãs brancas são excelentes laboratórios para estudar o estágio final de sistemas planetários, fornecendo informações exclusivas sobre a formação e a morte de planetas.

(Crédito: NASA/HST)

Aqui no projeto Exoasteroids, você usará filmes de lapso de tempo do céu para identificar anãs brancas que mudaram de brilho na última década. Essas mudanças de brilho podem ocorrer quando objetos semelhantes a asteroides se quebram em pedaços, liberando grandes quantidades de poeira. Em outras palavras, quando uma anã branca muda de brilho ao longo do tempo, é um sinal de que exoasteroides podem estar orbitando-a.

Os filmes que você verá vêm do telescópio espacial Wide Field Infrared Explorer (WISE) da NASA. Anãs brancas com discos empoeirados são conhecidas há mais de 35 anos a partir de observações de luz visível. Mas o telescópio espacial WISE da NASA agora vem coletando observações infravermelhas de todo o céu por mais de uma década, nos dando uma nova chance de procurar mudanças de brilho causadas por exoasteroides. Estamos pedindo sua ajuda para examinar esses dados por causa do trabalho incrível que o olho humano faz ao identificar padrões que os computadores lutam para separar do ruído.

Muitas mudanças de brilho de anãs brancas foram observadas com imagens WISE. Até agora, apenas um exemplo é considerado provável ser uma explosão de exoasteroide. Mas com sua ajuda, podemos aumentar a amostra de anãs brancas com variações de brilho infravermelho, dando-nos novas pistas sobre as mortes de estrelas e o futuro dos sistemas planetários.

Por que devemos nos preocupar com exosteróides?

Pequenos corpos orbitais, como asteroides e cometas, são capazes de sobreviver ao calor e à pressão durante a formação de sua estrela hospedeira. Portanto, foi teorizado e observado que esses objetos podem sobreviver à morte de sua estrela hospedeira. Embora não possamos viajar bilhões de anos no futuro para ver esse cenário se desenrolar em nosso próprio sistema solar, podemos juntar as peças da sequência de eventos observando o que acontece em anãs brancas de diferentes idades.

Algumas teorias postulam que asteroides em nosso próprio sistema solar ajudaram a entregar os blocos de construção químicos para a vida na Terra. Então, encontrar exoasteroides ao redor de anãs brancas pode ser pensado como abordar um aspecto do mistério sobre a vida potencial em outro lugar no Universo.

A imagem abaixo mostra fotos de anãs brancas com um disco circunstelar tiradas do Telescópio Espacial Hubble no topo e imagens renderizadas por computador na parte inferior representando o que os astrônomos acreditam ser a verdadeira forma tridimensional do disco. Esta imagem mostra o formato geral do disco ao redor de uma anã branca, que pode ser imaginado como um frisbee.

(Crédito: HST/NICMOS)

Então, por meio do seu trabalho duro neste projeto, você pode ajudar a revelar a evolução dos sistemas planetários, da química e talvez até da vida no Universo!

O que você está procurando?

No projeto de ciência cidadã Exoasteroides, você verá imagens em cores falsas da espaçonave WISE que são unidas para criar um curta-metragem. Azul representa luz com comprimento de onda de cerca de 3,4 mícrons e vermelho representa luz com comprimento de onda de cerca de 4,6 mícrons. Para efeito de comparação, esses comprimentos de onda de luz infravermelha são aproximadamente 10 vezes maiores do que o comprimento de onda da luz visível que vivenciamos na vida cotidiana. O filme de lapso de tempo para cada anã branca normalmente apresenta imagens de telescópio abrangendo mais de 10 anos, do início de 2010 até o final de 2021. Uma anã branca é colocada no centro de cada um desses filmes. A pergunta que você precisará responder é: a anã branca no centro da tela muda de brilho ao longo do tempo? A mudança no brilho pode ser diferente dependendo do motivo pelo qual o objeto é variável. Portanto, procure por qualquer mudança no brilho que aconteça em um único quadro (de curta duração) ou em vários quadros (de longa duração). Abaixo está um exemplo de uma anã branca que mostra mudanças reais em seu brilho. Esperamos que você descubra mais sobre isso!

(Crédito: NASA/WISE)

Por que a descoberta de exoasteroides requer o olho humano?

É possível executar algoritmos computadorizados que tentarão sinalizar casos de estrelas que parecem mudar de brilho. No entanto, anãs brancas com variabilidade infravermelha verdadeira são raras, o que significa que pesquisas automatizadas provavelmente retornarão muito mais identificações equivocadas de anãs brancas variáveis ​​do que identificações corretas.

Alguns motivos para a identificação errônea de mudanças de brilho por algoritmos de computador incluem ruído de imagem e outros artefatos de dados. Estrelas brilhantes têm aparências pontiagudas em dados do WISE, chamadas de picos de difração. Estrelas brilhantes também causam manchas de luz borradas que foram espalhadas dentro do telescópio WISE, e esses artefatos em forma de donut são chamados de fantasmas ópticos. Artefatos como picos de difração e fantasmas podem pular para frente e para trás, ou até mesmo girar, contaminando medições de computador dos brilhos de um grande número de estrelas. Esses problemas de medição limitam a utilidade do software de computador, mas com seus próprios olhos e cérebro, você pode nos ajudar a reconhecer casos de verdadeiras mudanças de brilho de anãs brancas entre muitas instâncias de ruído e artefatos de dados.

Abaixo está um exemplo de pico de difração passando pelo centro da imagem (painel superior) e um exemplo de artefato fantasma de cor laranja nas imagens do telescópio WISE (painel inferior).


(Crédito: NASA/WISE)

Um Pouco Mais Sobre a Ciência

Esta seção é destinada àqueles que estão curiosos sobre detalhes científicos adicionais por trás do projeto de ciência cidadã Exoasteroids, mas é perfeitamente aceitável participar sem ter lido estas informações bônus.

Amostra de Anãs Brancas

Dados recentes de todo o céu do telescópio espacial Gaia aumentaram drasticamente a amostra de prováveis ​​anãs brancas em nossa galáxia Via Láctea. Gaia forneceu uma lista de mais de 1 milhão de candidatos a anãs brancas! Decidir quais anãs brancas mostrar dentro do projeto Exoasteroids faz uso de Gaia, especificamente medições de distância de Gaia, pois elas podem distinguir entre uma anã branca muito tênue perto do Sol e estrelas mais brilhantes da "sequência principal" mais distantes. Há duas figuras abaixo: à esquerda está uma visão artística da nave espacial WISE, e à direita está uma representação artística da nave espacial Gaia.

(WISE Crédito: NASA/JPL)
(Gaia Crédito: ESA)

Variabilidade em Anãs Brancas

WISE e Spitzer, o Grande Observatório infravermelho da NASA, tiraram imagens repetidas de anãs brancas e registraram as medições de brilho. Esses dados nos ensinaram que anãs brancas empoeiradas exibem variações de brilho infravermelho em longas escalas de tempo de 6 meses a 10 anos. Abaixo está um diagrama mostrando o espectro (emissão de luz como uma função do comprimento de onda) para uma anã branca empoeirada. Gaia detecta a luz visível da própria anã branca em comprimentos de onda de menos de 1 mícron. Telescópios espaciais infravermelhos como WISE e Spitzer detectam emissão do disco de poeira em comprimentos de onda de vários mícrons a dezenas de mícrons. Curiosamente, o JWST lançado recentemente se destaca em observações nesta mesma faixa de comprimento de onda infravermelho -- algum dia suas melhores descobertas de anãs brancas variáveis ​​e empoeiradas podem ser vistas com o JWST!

(Crédito: NASA/JPL-Caltech/J. Farihi)

Mais Informação

Para mais informações básicas sobre a ciência das anãs brancas empoeiradas, não deixe de conferir as seções Educação e Perguntas frequentes.

Agradecimentos

Agradecemos à NASA, que financiou este trabalho por meio do Programa de Financiamento Inicial da Ciência Cidadã, Subsídio 80NSSC23K1528.

O trabalho da equipe do Exoasteroides foi apoiado pelo NOIRLab, que é gerenciado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia (AURA) sob um acordo de cooperação com a National Science Foundation.

Exoasteroides usa a ferramenta de recorte de imagem WiseView(Caselden et al. 2018).

Logos para este projeto foram feitos usando o Canva.