Quem protege o planeta Terra dos asteróides?

De todas as coisas que podem acabar com o nosso mundo, uma colisão de asteróide pode ser o dia do juízo final sobre o qual temos mais controle.

Na verdade, um ataque de asteróide está perto do fim da lista de possíveis fins do mundo. Afinal, nós habitamos um mundo com armas nucleares, onde a atividade humana está permanentemente alterando habitats e mudando o clima e onde o uso excessivo de antibióticos está levando a novos tipos mortais de bactérias. Mas os efeitos de um ataque de asteroides – tsunamis, ondas de choque e vendavais – podem ser catastróficos. Então, existem cientistas que dedicam seu tempo e pesquisa para se preparar para esse cenário.

“Se você observar as consequências, elas podem ser enormes. Estamos falando de potenciais destruidores de cidades, impactos que podem aniquilar um continente inteiro ou até mesmo causar o colapso da civilização. Mas a probabilidade é extremamente baixa. ”

Embora nenhum asteroide conhecido tenha chance de causar destruição em larga escala em nossas vidas, os asteróides potencialmente perigosos são assunto diário para tablóides – e o governo dos EUA e cientistas de todo o mundo os levam a sério. Em 2018, a NASA, a FEMA (Agência Federal de Gestão de Emergências) e outras agências espaciais se uniram para imaginar como seria um ataque de asteroides, simulando as tomadas de decisões necessárias caso os telescópios encontrassem uma possível ameaça.

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“Se você observar as consequências, elas podem ser enormes. Estamos falando de potenciais destruidores de cidades, impactos que podem aniquilar um continente inteiro ou mesmo causar o colapso da civilização. Mas a probabilidade é extremamente baixa. É o problema clássico de baixa probabilidade e alta consequência”, disse Mark Boslough, professor adjunto de ciências da Terra e do planeta na Universidade do Novo México, ao Gizmodo. “Eu não passo muito tempo me preocupando com isso”.

De onde eles estão vindo

O sistema solar se formou a partir de um disco de matéria que cercava o sol em sua juventude. Muito, mas nem todo esse material se aglutinou para formar os planetas. Na região entre Marte e Júpiter, por exemplo, a forte gravidade de Júpiter impediu a formação planetária e, em vez disso, muitos pequenos corpos rochosos colidiram uns com os outros e agora existem como asteróides.

Ocasionalmente, as forças gravitacionais de Júpiter podem perturbar as órbitas desses objetos mais próximos da Terra. Outros objetos, como os cometas gelados, ocasionalmente se aproximam da Terra em suas órbitas elípticas. Juntos, esses asteróides e cometas compõem os “Objetos Próximos à Terra”, ou NEOs na sigla em inglês. Por definição, um NEO é qualquer corpo dentro de 1,3 unidades astronômicas do Sol, onde 1 unidade astronômica é de aproximadamente 150 milhões de quilômetros, a distância entre a Terra e o Sol, incluindo cometas com órbitas ao redor do Sol que duram menos de 200 anos.

A imagem mostra um mapeamento das posições dos objetos próximos da Terra (NEOs) em pontos no tempo nos últimos 20 anos. Imagem: NASA / JPL-Caltech

Cientistas elaboraram uma lista de NEOs com os quais devemos nos preocupar, chamados de asteroides potencialmente perigosos. Estes são corpos que cruzam a órbita da Terra e medem 140 metros de diâmetro ou mais, aproximadamente do tamanho de um estádio de futebol, e estão dentro de 0,05 UA da Terra, ou cerca de 20 vezes a distância média até a Lua.

Se algo deste tamanho se chocasse com a Terra, causaria uma catástrofe regional, explicou Boslough. E há muitas potenciais catástrofes que vêm com um impacto de meteorito, de ventos de alta velocidade a tsunamis, calor o bastante para cozinhar o seu corpo e imensas ondas de choque.

Impactos de asteróides há muito tempo vivem na preocupação pública. Paul Chodas, ou como Boslough se refere a ele, “o Grão-Mestre do Desastre”, projetou o exercício da Conferência de Defesa Planetária de 2019 e tomou a decisão de destruir Nova York na simulação. Ele explicou que foi parcialmente inspirado por livros que leu quando criança, como A Conquista do Espaço, de Willy Lee e uma pintura da cidade de Nova York em chamas, assolada por asteróides, por Chesley Bonestell.

Imagem de satélite de cor natural do Lago El’gygytgyn, que fica dentro de uma pequena cratera de impacto asteróide no leste da Rússia, perto do Círculo Ártico. A cratera de impacto tem cerca de 3,6 milhões de anos. Foto: Getty

Quando os cientistas começaram a se preocupar com os impactos dos asteróides? Já em 1694, o astrônomo Edmond Halley (do famoso cometa Halley) sugeriu que os cometas poderiam se chocar com a Terra, e ao longo dos séculos 18 e 19, outros consideraram o impacto de cometas uma possibilidade – mas havia poucos cometas observados para que esses cientistas realmente se preocupassem, de acordo com um comunicado da NASA.

Então, em 1908, o famoso evento de Tunguska arrasou uma floresta na Rússia, e na década de 1930, cientistas começaram a descobrir grandes asteróides como o Hermes que passou perto da Terra – talvez o evento de Tunguska tenha sido um asteróide e talvez houvesse mais asteróides com os quais nos preocuparmos. E em 1980, a equipe de pai e filho Luis e Walter Alvarez, ao lado dos cientistas Frank Asaro e Helen Vaughn Michel, descobriram o raro elemento irídio em uma camada de rocha de aproximadamente 65 milhões de anos, que supunham ter sido trazida por um grande asteróide. Esta descoberta, e outras pesquisas, é agora a base da teoria bem aceita de que um grande impacto provocou a extinção dos dinossauros. Mas essa teoria era controversa e levou 30 anos para alcançar o status de quase consenso (alguns ainda contestam quão significativo foi o impacto para a extinção em massa).

Mas talvez o momento mais importante na história moderna do impacto de asteróides não tenha ocorrido na Terra. Em 1993, os cientistas Carolyn e Eugene M. Shoemaker e David Levy descobriram um cometa na órbita de Júpiter.

O interesse no cometa Shoemaker-Levy 9, tanto público como científico, disparou quando os pesquisadores perceberam que o cometa colidiria com Júpiter, o que aconteceu em julho de 1994, 25 anos atrás, deixando marcas escuras no planeta que ficaram visíveis durante meses.

A maioria dos cientistas com quem falei mencionou a importância do Shoemaker-Levy 9 para o estudo dos asteróides próximos da Terra. O cometa causou a primeira visita a um observatório de Kelly Fast, gerente do Programa de Observação de Objetos Próximos da NASA. O grupo de Boslough criou algumas previsões e modelos do impacto do cometa, enquanto Chodas estava envolvido na previsão da órbita do cometa. Em outras palavras, se algo pode se chocar com Júpiter, então algo poderia atingir a Terra.

“Era óbvio que a Terra tinha sido impactada – havia outras crateras visíveis como a Cratera do Meteoro no Arizona e você podia ver as crateras de impacto na Lua”, disse Fast ao Gizmodo. “Mas Shoemaker-Levy 9 nos mostrou que os impactos podem acontecer hoje”.

Graças à conscientização pública de Shoemaker-Levy 9 e ao aumento da aceitação da teoria do impacto de Alvarez, o congresso americano ficou interessado em proteger a Terra dos impactos.

O Congresso já havia solicitado à NASA que criasse um programa para observar asteroides em 1992, mas em 1998 eles ordenaram que a NASA catalogasse todos os asteróides próximos à Terra com tamanho maior que um quilômetro dentro de 10 anos, e nesse ano a NASA estabeleceu o Programa de Observação de Objetos Próximos à Terra, sediado no Laboratório de Propulsão a Jato em Pasadena, agora chamado de Centro de Estudos de Objetos Próximos da Terra, que compila e computa órbitas para asteróides próximos da Terra. Em 2005, o Congresso expandiu a meta de incluir 90% dos objetos próximos à Terra com 140 metros de tamanho ou maior até 2020.

Em que pé estamos

A defesa planetária é agora uma empreitada internacional com um orçamento de muitos milhões de dólares.

Para os Estados Unidos, o Escritório de Coordenação de Defesa Planetária da NASA é responsável por projetos que buscam asteroides próximos e comunica o governo, a mídia e o público sobre objetos potencialmente perigosos. Eles também desenvolvem técnicas de pesquisa para evitar impactos, e coordenam com o governo e agências como a FEMA sobre como responder a um possível impacto.

Agências espaciais ao redor do mundo, como a Agência Espacial Européia, a Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial, a Roscosmos e outras, realizam várias pesquisas e projetos relacionados ao monitoramento e à pesquisa de NEOs.

Vista por satélite da cratera de Ouarkziz, localizada no noroeste da Argélia, perto da fronteira com o Marrocos. Esta imagem mostra uma visão mais próxima do impacto de um asteróide de 3,5 km, datado de menos de 70 milhões de anos. Foto: Getty

Então, o que os cientistas estão fazendo? A NASA opera o telescópio espacial Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE, agora chamado NEOWISE) que vasculha o céu atrás de asteróides e o IRTF no Havaí, que cataloga os NEOs recém descobertos, enquanto cientistas tocam projetos como o da Universidade do Arizona, Catalina Sky Survey, o projeto Pan-STARRS no Havaí e outros que utilizam telescópios de uso geral.

Os pesquisadores então fazem um acompanhamento para documentar as propriedades de um asteroide e oferecer dados para os cientistas do CNEOS calcularem órbitas e trajetórias usando sistemas desenvolvidos inicialmente pela Chodas. Existem muitas outras pesquisas e missões NEO em todo o mundo.

E quanto ao fato de você dever se preocupar ou não? Por enquanto, não há asteróides conhecidos que valham a pena se preocupar, independentemente do que um fluxo incessante de manchetes de tablóides diga. Nenhuma das órbitas de asteróides listadas no banco de dados CNEOS está prevista para causar impacto nos próximos 188 anos (embora haja uma chance de que o pequeno asteróide 2008 ST se aproxime em 2104). Mas se houver alguma preocupação, deve ser sobre os asteroides que ainda não encontramos.

Apesar das várias pesquisas, os cientistas são apenas um terço do caminho para catalogar os 25.000 estimados objetos próximos à Terra – simplesmente não há infraestrutura adequada para encontrar todas essas rochas espaciais. Algumas das missões, como o telescópio WISE, não foram projetadas com o levantamento de asteróides em mente. “É uma espaçonave antiga. Está muito além de sua vida útil e tem vários aspectos que não são ideais para encontrar um grande número de objetos próximos à Terra ”, disse Amy Mainzer, pesquisadora principal do NEOWISE, ao Gizmodo.

A National Academies divulgou um relatório em 2019 sobre o estado do levantamento de asteróides e, de acordo com a avaliação, simplesmente não há a infraestrutura específica necessária para completá-lo. “Embora o Congresso dos EUA tenha solicitado que a NASA detecte NEOs e que caracterize as ameaças, eles não conseguiram fornecer financiamento específico para permitir que a agência realize adequadamente essa tarefa”. O relatório sugeriu a busca de um sucessor dedicado ao NEOWISE, chamado NEOCam.

Também existem os asteróides menores, que podem causar danos locais e atacar com pouco ou nenhum aviso. O meteoro de 20 metros de Chelyabinsk explodiu acima da Rússia em 2013, quebrando janelas e ferindo 1.491 pessoas. Em dezembro de 2018, um meteoro explodiu sobre o Mar de Bering com 10 vezes a força da bomba de Hiroshima. Esses impactos menores ficam abaixo do limite de 140 metros estabelecido pelo Congresso, mas ainda têm o potencial de causar danos em pequena escala.

“Outro evento do tipo Chelyabinsk pode facilmente acontecer em nossa época. Houve apenas alguns desses eventos, enquanto tufões, furacões e grandes eventos de inundação acontecem todos os anos em algum lugar da Terra”.

Quando se trata de avaliar a probabilidade de um impacto e o dano que ele pode causar, os cientistas levam em conta o tamanho da Terra, assim como quantas vezes os asteróides de diferentes tamanhos a atingem.

Meteoros inofensivos, do tamanho de grãos de poeira, atingem a Terra quase que constantemente e se queimam na atmosfera; a probabilidade de um asteróide de 1 metro atingir a Terra é de cerca de um impacto por ano e se torna menos provável com o tamanho do asteróide ao quadrado; as probabilidades de um impacto de rocha de 100 metros são uma vez a cada 10.000 anos e um asteroide de 1.000 metros uma vez a cada um milhão de anos, de acordo com um relatório da Tufts University.

“Outro evento do tipo Chelyabinsk pode facilmente acontecer em nossa época”, Boslough disse. Mas, quanto ao que se preocupar, “houve apenas alguns desses eventos, enquanto tufões, furacões e grandes eventos de inundação acontecem todos os anos em algum lugar da Terra”.

Missões para proteger a Terra

E quanto a eventos maiores, eles são potencialmente evitáveis ​​com o suficiente tempo de espera. Por exemplo, a missão OSIRIS-REx da NASA está estudando as propriedades do asteroide Bennu, um asteroide potencialmente perigoso com potencial para ameaçar a Terra nos próximos séculos. Depois, há a missão Teste de Redirecionamento de Asteróides Duplos (DART), uma demonstração que lançará uma espaçonave no asteróide menor no binário Didymos (65803) a 6 km por segundo.

A missão Hera da ESA acompanhará as observações dos efeitos da colisão. Os cientistas esperam que essas missões mudem a órbita do asteroide menor em torno do asteróide maior, e que no futuro, a NASA ou outras agências espaciais poderiam usar essas missões de “impacto cinético” para mudar a órbita de um futuro asteróide ameaçador o suficiente para errar a Terra.

Existem também outras ideias para mudar as órbitas de asteróides potencialmente perigosos. As agências espaciais poderiam simplesmente colocar uma coisa muito pesada ao lado do asteroide para mudar sua rota através da força da gravidade, ou remover a matéria da superfície do asteroide. É claro que há sempre a opção de última hora de bombardear um asteroide que apresenta uma ameaça iminente – mas no exercício de mesa da Conferência de Defesa Planetária deste ano, os cientistas escolheram bombardear um grande asteróide que arrasaria Denver, uma decisão que inadvertidamente destruiu a cidade de Nova York.

Os cientistas agora levam a ameaça a sério. Apesar da baixa probabilidade de um impacto de asteroide, suas terríveis consequências significam que esta continuará a ser uma área importante de pesquisa, uma que requer provavelmente a quantidade de atenção que recebe atualmente – mas talvez não mais nem menos.

“O fim do mundo está praticamente fora de cena durante nossas vidas e na vida de nossos filhos e netos”, disse Boslough. “Passados mais 100 anos, as gerações futuras podem continuar observando, e se encontrarem algo podem fazer algo a respeito”.