Понад 1,000 нових об’єктів Сонячної системи ховалися в архівах “Хаббла”

Завдяки міжнародній команді вчених-громадян, за допомогою астрономів Європейського космічного агентства (ESA) та деяких алгоритмів машинного навчання, в архівних даних “Хаббла” було виявлено нову вибірку з понад тисячі астероїдів.

Використані методи представляють новий підхід до пошуку об’єктів у даних десятирічної давнини, який може бути застосований і до інших наборів даних.

Дослідницьку групу очолив Пабло Гарсія-Мартін (Pablo García-Martín), науковий співробітник кафедри теоретичної фізики Мадридського автономного університету (UAM). До неї увійшли представники ЄКА, Лабораторії реактивного руху НАСА (JPL), Астрономічного інституту Румунської академії, Університету Крайови, Університету Лазурного берега і компанії Bastion Technologies.

Стаття, що описує їхні знахідки, “Hubble Asteroid Hunter III. Фізичні властивості нещодавно знайдених астероїдів” нещодавно з’явилася в журналі Astronomy & Astrophysics.

Запитайте будь-якого астронома, і він скаже вам, що астероїди – це матеріал, що залишився після формування Сонячної системи близько 4,5 мільярдів років тому. Ці об’єкти бувають різних форм і розмірів – від камінців розміром з гальку до планетоїдів.

Спостереження за цими об’єктами є складним, оскільки вони слабкі і постійно рухаються по орбіті навколо Сонця. Завдяки своїй швидкій геоцентричній орбіті “Хаббл” може фіксувати блукаючі астероїди завдяки виразним вигнутим слідам, які вони залишають у кадрі. Коли “Габбл” обертається навколо Землі, його точка зору змінюється під час спостереження за астероїдами, що рухаються по своїх орбітах.

Відомо, що астероїди також “фотобомбардують” отримані “Габблом” зображення далеких космічних об’єктів, таких як UGC 12158 (див. зображення вище). Знаючи положення Хаббла, коли він робив знімки астероїдів, і вимірюючи кривизну смуг, які вони залишають, вчені можуть визначити відстань до астероїдів і оцінити форму їхніх орбіт. Можливість робити це з великими зразками дозволяє астрономам перевіряти теорії формування та еволюції Головного астероїдного поясу.

Як сказав Мартін у нещодавньому прес-релізі ESA Hubble:

“Ми все глибше вивчаємо меншу популяцію астероїдів головного поясу. Ми були здивовані, побачивши таку велику кількість об’єктів-кандидатів. Був певний натяк на те, що ця популяція існує, але тепер ми підтверджуємо це за допомогою випадкової вибірки популяції астероїдів, отриманої за допомогою всього архіву “Хаббла”. Це важливо для розуміння еволюційних моделей нашої Сонячної системи”.

Згідно з однією з загальноприйнятих моделей, малі астероїди – це уламки більших астероїдів, які зіштовхувались і подрібнювались один з одним протягом мільярдів років.

Конкуруюча теорія стверджує, що малі тіла сформувалися так, як вони виглядають сьогодні, мільярди років тому і з тих пір майже не змінилися.

Однак астрономи не можуть запропонувати жодного правдоподібного механізму, чому ці менші астероїди не накопичували більше пилу з навколозоряного диска, що оточував наше Сонце мільярди років тому (з якого утворилися планети).

Крім того, астрономи вже давно знають, що зіткнення мали б залишити певний слід, який можна було б використати для перевірки сучасного населення Головного поясу.

У 2019 році астрономи з Європейського науково-технологічного центру (ESTEC) та Центру наукових даних Європейського центру космічної астрономії (ESDC) об’єдналися з найбільшою і найпопулярнішою у світі платформою громадянської науки (Zooniverse) та компанією Google, щоб запустити проєкт Hubble Asteroid Hunter (HAH) для виявлення астероїдів в архівних даних Hubble.

Команда HAH складалася з 11 482 волонтерів-громадських науковців, які проаналізували 37 000 зображень “Хаббла” за 19 років. Після майже двох мільйонів ідентифікацій команда отримала навчальний набір для автоматизованого алгоритму ідентифікації астероїдів на основі машинного навчання. В результаті було виявлено 1 701 астероїдний слід, з яких 1 031 відповідав раніше не зареєстрованим астероїдам, близько 400 з яких були розміром менше 1 км (~1090 футів). Сказав Мартін:

Це дало 1,701 астероїдний слід, з яких 1,031 відповідає раніше не каталогізованим астероїдам – близько 400 з яких були розміром менше 1 км (~1090 футів).

Саїд Мартін:

“Положення астероїдів змінюється з часом, і тому ви не можете знайти їх, просто ввівши координати, тому що в різний час їх там може не бути. Як астрономи, ми не маємо часу переглядати всі зображення астероїдів. Тож у нас виникла ідея співпрацювати з понад 10 000 громадських науковців-волонтерів, щоб переглянути величезні архіви “Хаббла””.

Цей новаторський підхід може бути ефективно застосований до наборів даних, накопичених іншими обсерваторіями, що полюють на астероїди, такими як Космічний телескоп “Спітцер” і Стратосферна обсерваторія інфрачервоної астрономії НАСА (SOFIA).

Після того, як космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) накопичить достатньо великий набір даних, той самий метод можна буде застосувати і до його архівних даних.

Наступним кроком проекту HAH буде дослідження смуг раніше невідомих астероїдів, щоб охарактеризувати їхні орбіти, періоди обертання та інші властивості.