Pesquisador brasileiro desenvolve software capaz de ajudar a desvendar nosso Sistema Solar

Danielle Kiffer

Febe de Saturno: com o auxílio do Praia, foi realizada a predição bem sucedida da primeira ocultação estelar observada até hoje de um satélite irregular (Foto: Sonda Cassini/Nasa)

Sejam eles românticos, sonhadores, aventureiros, apaixonados, pensadores ou apenas distraídos. Muitos são os admiradores de uma noite estrelada. Contudo, além de “enfeitar” o céu, o brilho das estrelas tem uma função extremamente importante para a Astronomia. Essa luz que as estrelas emanam pode revelar diversos aspectos dos corpos celestes mais longínquos do Sistema Solar. Quando um objeto espacial, por mais distante que esteja, e por menor que seja, passa na frente de uma estrela, seja um planeta, um asteroide ou um satélite, a consequente queda aparente do brilho da estrela é capaz de revelar a presença ou não de atmosfera, o tamanho, forma e até densidade e composição desse corpo. Esse fenômeno é chamado de ocultação estelar. E descobrir quais as datas precisas em que determinados corpos celestes passarão na frente de uma estrela, e de onde na Terra isso poderá ser visto, tem sido o trabalho de um grupo de astrônomos brasileiros, conhecidos no Brasil e no exterior como o Grupo do Rio, em alusão ao fato de praticamente todos eles estarem sediados em instituições de pesquisa e ensino na cidade do Rio de Janeiro. O grupo brasileiro mantém estreita colaboração com grupos internacionais de observação de ocultações estelares. “As ocultações estelares ganharam enorme importância no estudo de corpos (planetas, asteroides, satélites) do nosso Sistema Solar por serem a única técnica que permite, da Terra, inferir o tamanho e a forma do corpo com precisão de poucos quilômetros, mesmo que este seja relativamente pequeno e se encontre a grandes distâncias de nós", afirma Marcelo Assafin, professor do Observatório do Valongo (OV), vinculado a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e astrônomo afiliado ao Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA).

Para ajudar nesse trabalho tão importante, Assafin criou e desenvolveu um software chamado Pacote de Redução Automática de Imagens Astronômicas (Praia), uma ferramenta que, entre outras funções, ajuda na predição de quando um corpo celeste passará em frente a uma estrela, e onde na Terra isso será visível. “A partir do uso de modernos catálogos astrométricos, que contém posições de referência precisas para as estrelas do céu, o Praia processa as imagens tiradas por telescópios e mede com grande precisão as posições de cada corpo celeste permitindo refinar a órbita de cada um desses objetos. Com órbitas bem determinadas, podemos prever com precisão quando poderá acontecer uma ocultação estelar, e onde ela será visível na Terra”, explica o astrônomo, que, para desenvolver o software, contou com subsídios da FAPERJ por meio do programa Auxílio à Pesquisa (APQ 1).

Assafin faz parte de grupos nacionais e internacionais de observadores, que incluem astrônomos e astrofísicos profissionais e também observadores amadores, que se dedicam à observação de ocultações estelares, principalmente de objetos transnetunianos (TNO), quer dizer, corpos que estão além da órbita de Netuno, o oitavo e o mais distante planeta do sistema solar. “Os transnetunianos têm extrema importância no entendimento da origem e evolução do Sistema Solar. Porém, são bem longínquos e difíceis de serem observados. Para se ter uma ideia, eles se localizam a distâncias de 15 a 100 unidades astronômicas (UA) ou mais – sendo que uma UA corresponde aproximadamente à distância média entre a Terra e o Sol, que é de cerca de 150 milhões de quilômetros”, diz Assafin.

Marcelo Assafin: Astrônomo criou o software que vem sendo utilizado em pesquisas nacionais e internacionais (Foto: Divulgação)

O Praia também tem funções de fotometria, quer dizer, ele é capaz de gerar medidas de variação do brilho que servem para determinar o formato do objeto espacial. “Para explicar melhor, darei um exemplo exagerado. Imagina que exista um asteroide alongado, em forma de um charuto. Esse objeto gira em torno do seu eixo menor. Sendo observado da Terra, nessa rotação, ele se apresentará em formas diferentes, ora como um longo cilindro e ora como uma roda, sempre refletindo a luz do Sol. Essa mudança aparente da sua silhueta causa uma variação da luz refletida com o tempo. O Praia processa essas imagens captadas de asteróides e gera as chamadas curvas de luz oriundas da variação do brilho com o tempo. A análise dessas curvas de luz permite determinar quais são as dimensões relativas desse asteroide, ou seja, as proporções dos eixos principais do corpo”.

Com o auxílio do Praia, importantes descobertas foram feitas recentemente no campo da Astronomia. Uma delas foi a descoberta que o objeto Chariklo, um pequeno asteroide de 200 quilômetros de diâmetro, atualmente confinado entre as órbitas de Saturno e Urano em torno do Sol, possui dois anéis bem definidos, com um espaçamento de aproximadamente nove quilômetros entre eles. É a primeira vez que se observa um anel em torno de um asteroide. Outra foi a predição bem sucedida da primeira ocultação estelar observada até hoje de um satélite irregular, o Febe de Saturno, que permitirá a única análise precisa das características desse objeto, de forma independente das observações feitas pela sonda Cassini. “Essas descobertas são fundamentais para que possamos entender os mecanismos prováveis para a evolução do sistema solar até hoje e também para que saibamos o que pode vir a acontecer no futuro”, conta Assafin.

O software desenvolvido pelo astrônomo também tem sido utilizado por pesquisadores internacionais, sendo os últimos a fazer trabalhos com essa ferramenta, do Instituto de Mecânica Celeste e Cálculo de Efemerides do Observatório de Paris, França (IMCCE – Observatoire de Paris). O Praia também vem sendo usado para auxiliar na colaboração do levantamento internacional Dark Energy Survey (DES), que tem o objetivo de estudar a natureza da energia escura, reponsável pela expansão acelerada do universo.

O astrônomo conta que, para desenvolver o Praia, ele se baseou em quase 30 anos de experiência observacional e no tratamento de posições e brilho de objetos em imagens digitais. Agora, ele está atualizando algumas características da ferramenta. “Para esse trabalho, venho contando com a colaboração de outros profissionais, os astrônomos Roberto Vieira Martins, Julio I. B. Camargo e Gustavo Benedetti Rossi, ambos do Observatório Nacional (ON); Felipe Braga-Ribas, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR); e Altair Ramos Gomes Júnior, que atualmente é meu doutorando na UFRJ. Estamos preparando uma forma de divulgar o Praia para toda a comunidade nacional e internacional e disponibilizá-lo em uma plataforma on-line. Para isso, tenho contado com o apoio do LIneA, que tem cedido toda a infraestrutura para que isso se torne possível”, finaliza o astrônomo.