Почтенный Космический телескоп Хаббл это как подарок, который продолжает дарить. Мало того, что после более чем тридцати лет работы он все еще делает астрономические открытия. Он также делает открытия случайно! Благодаря международной команде гражданских ученых, астрономам Европейского космического агентства (ЕКА) и некоторым алгоритмам машинного обучения в космосе был идентифицирован новый образец из более чем тысячи астероидов. Хабблархивные данные. Используемые методы представляют собой новый подход к поиску объектов в данных десятилетней давности, который можно применять и к другим наборам данных.
Исследовательскую группу возглавил Пабло Гарсиа-Мартин, научный сотрудник кафедры теоретической физики Автономного университета Мадрида (UAM). В него вошли представители ЕКА, Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), Астрономического института Румынской академии, Университета Крайовы, Университета Лазурного берега и Bastion Technologies. В документе, описывающем их выводы, «Хаббл Астероид Хантер III. Физические свойства вновь открытых астероидов», недавно появившихся в Астрономия и астрофизика.
Спросите любого астронома, и он скажет вам, что астероиды — это материал, оставшийся от формирования Солнечной системы ок. 4,5 миллиарда лет назад. Эти объекты бывают разных форм и размеров: от камней размером с разнос до планетоидов. Наблюдение за этими объектами является сложной задачей, поскольку они слабы и постоянно движутся по орбите вокруг Солнца. Благодаря своей быстрой геоцентрической орбите «Хаббл» может захватывать блуждающие астероиды благодаря отчетливым изогнутым следам, которые они оставляют на снимках «Хаббла». По мере того как Хаббл вращается вокруг Земли, его точка зрения меняется при наблюдении астероидов, следующих по своим орбитам.
Известно также, что астероиды «фотобомбили» изображения, полученные Хаббл далеких космических объектов, таких как UGC 12158 (см. изображение выше). Зная положение Хаббла, когда он делал снимки астероидов, и измеряя кривизну полос, которые они оставляют, ученые могут определить расстояния до астероидов и оценить форму их орбит. Возможность делать это с большими выборками позволяет астрономам проверять теории формирования и эволюции Главного пояса астероидов. Как сказал Мартин в недавнем пресс-релизе ЕКА «Хаббл»:
«Мы все глубже приближаемся к наблюдению меньшей популяции астероидов главного пояса. Мы были удивлены, увидев такое большое количество объектов-кандидатов. Был некоторый намек на то, что эта популяция существует, но теперь мы подтверждаем это случайной выборкой популяции астероидов, полученной с использованием всего архива Хаббла. Это важно для понимания эволюционных моделей нашей Солнечной системы».
Согласно одной широко распространенной модели, маленькие астероиды представляют собой фрагменты более крупных астероидов, которые сталкивались и измельчали друг друга на протяжении миллиардов лет. Конкурирующая теория утверждает, что небольшие тела сформировались такими, какими они кажутся сегодня, миллиарды лет назад и с тех пор мало изменились. Однако астрономы не могут предложить правдоподобного механизма, почему эти меньшие астероиды не накапливали бы больше пыли из околозвездного диска, окружающего наше Солнце миллиарды лет назад (из которого сформировались планеты).
Кроме того, астрономам уже давно известно, что столкновения оставили бы определенный след, который можно было бы использовать для проверки нынешнего населения Главного пояса. В 2019 году астрономы из Европейского центра науки и технологий (ESTEC) и Центра научных данных Европейского центра космической астрономии (ESDC) объединились с крупнейшей в мире и самой популярной в мире платформой гражданской науки (Zooniverse) и Google, чтобы запустить платформу гражданской науки. проект Hubble Asteroid Hunter (HAH) по выявлению астероидов в архивах Хаббл данные.
В команду HAH вошли 11 482 волонтера-гражданина-науки, которые просмотрели 37 000 изображений Хаббла за 19 лет. После предоставления почти двух миллионов идентификаций команде был предоставлен обучающий набор для автоматизированного алгоритма идентификации астероидов на основе машинного обучения. В результате был обнаружен 1701 след астероидов, из которых 1031 соответствовал ранее не каталогизированным астероидам, около 400 из которых имели размер менее 1 км (~ 1090 футов). Сказал Мартин:
«Положения астероидов меняются со временем, и поэтому вы не можете найти их, просто введя координаты, потому что в разное время их там может не быть. У нас, астрономов, нет времени просматривать все изображения астероидов. Поэтому у нас возникла идея сотрудничать с более чем 10 000 волонтерами, занимающимися гражданскими науками, чтобы изучить огромные архивы Хаббла».
Этот новаторский подход может быть эффективно применен к наборам данных, накопленным другими обсерваториями, занимающимися поиском астероидов, такими как космический телескоп НАСА «Спитцер» и стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии (SOFIA). Как только космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) накопит достаточно большой набор данных, тот же метод можно будет применить и к его архивным данным. В качестве следующего шага проект HAH будет изучать полосы ранее неизвестных астероидов, чтобы охарактеризовать их орбиты, периоды вращения и другие свойства.
Дополнительная литература: ЕКА Хаббл, Астрономия и астрофизика
