Astronomii găsesc 1.701 de noi urme de asteroizi în imaginile Hubble

Combinând inteligența artificială cu mulți ochi umani ascuțiți, astronomii au găsit 1.701 de noi urme de asteroizi în datele de arhivă ale telescopului spațial Hubble NASA/ESA, constând din peste 37.000 de imagini pe două decenii. Proiectul reflectă valoarea lui Hubble pentru oamenii de știință ca vânător de asteroizi și modul în care publicul poate contribui eficient la inițiativele de știință cetățenească.

De Ziua Internațională a Asteroizilor din iunie 2019, un grup internațional de astronomi a lansat Hubble Asteroid Hunter, un proiect de știință cetățenească pentru a identifica asteroizii în arhiva datelor Hubble. Inițiativa a fost dezvoltată de cercetători și ingineri de la Centrul European de Știință și Tehnologie (ESTEC) și Centrul de date științifice al Centrului European de Astronomie Spațială (ESDC), în colaborare cu platforma Zooniverse, cea mai mare și mai populară platformă de știință cetățenească a lume și Google. .

Astronomii au identificat în mod colectiv peste 37.000 de imagini compozite realizate între aprilie 2002 și martie 2021 cu instrumentele Hubble ACS și WFC3. Cu un timp de observare tipic de 30 de minute, urmele de asteroizi apar ca linii curbe sau dungi în aceste imagini. Peste 11.400 de membri ai publicului au evaluat și analizat aceste imagini. Au fost identificate peste 1000 de trasee, oferind un set de antrenament pentru un algoritm automat bazat pe inteligența artificială. Combinația dintre știința cetățeană și AI a dus la un set de date final care conține 1.701 de trasee în 1.316 imagini Hubble. Participanții la proiect au etichetat și alte obiecte astronomice, cum ar fi lentile gravitaționale, galaxii și nebuloase. Voluntarii au discutat descoperirile lor și au căutat ajutor de la oameni de știință și alți participanți prin intermediul forumului proiectului.

Unii asteroizi din interiorul Sistemului nostru Solar au fotografiat imagini profunde ale Universului realizate de Telescopul Spațial Hubble NASA/ESA. Acești asteroizi se află, în medie, la doar aproximativ 260 de milioane de kilometri de Pământ, chiar după colț în termeni astronomici. Cu toate acestea, mii de galaxii împrăștiate prin spațiu și timp la distanțe neconceput mai mari și-au făcut loc în această imagine. Această fotografie Hubble a unui petic aleator de cer face parte din Frontier Fields Survey. Imaginea colorată conține mii de galaxii, inclusiv eliptice uriașe gălbui și spirale albastre maiestuoase. Galaxii albastre mult mai mici și mai fragmentare sunt împrăștiate pe tot câmpul. Cele mai roșii obiecte sunt probabil cele mai îndepărtate galaxii, a căror lumină a fost întinsă spre partea roșie a spectrului prin expansiunea spațiului. Intră în imagine urme de asteroizi care apar ca dungi curbate sau în formă de S. În loc să lase o urmă lungă, asteroizii apar în mai multe expuneri Hubble care au fost combinate într-o singură imagine. Din totalul de 20 de observări de asteroizi pentru acest câmp, șapte sunt obiecte unice. Dintre acești șapte asteroizi, doar doi au fost identificați anterior. Ceilalți erau prea slabi pentru a fi văzuți anterior. Traseele par curbate datorită unui efect de vizualizare numit paralaxă. Pe măsură ce Hubble orbitează în jurul Pământului, un asteroid va părea să se miște de-a lungul unui arc în raport cu stelele și galaxiile de fundal mult mai îndepărtate. Mișcarea Pământului în jurul Soarelui și mișcarea asteroizilor de-a lungul orbitelor lor sunt alți factori care contribuie la deformarea aparentă a traiectoriilor asteroizilor. Toți asteroizii au fost găsiți manual, majoritatea utilizând expuneri consecutive „clipind” pentru a capta mișcarea aparentă a asteroidului. Astronomii au descoperit un asteroid unic pentru fiecare 10 până la 20 de ore de timp de expunere. Programul Frontier Fields este o colaborare între mai multe telescoape spațiale și observatoare terestre pentru a studia șase clustere masive de galaxii și efectele acestora. Folosind o altă cameră, îndreptată într-o direcție ușor diferită, Hubble a fotografiat șase așa-numite „câmpuri paralele” în același timp în care a fotografiat grupurile masive de galaxii. Acest lucru a maximizat eficiența de observare a lui Hubble atunci când face expuneri în spațiu adânc. Aceste câmpuri paralele sunt similare ca profunzime cu celebrul Câmp Adânc Hubble și includ galaxii de aproximativ patru miliarde de ori mai slabe decât poate vedea ochiul uman. Această imagine este a câmpului paralel al clusterului de galaxii Abell 370. A fost asamblată din imagini luate în lumină vizibilă și infraroșie. Poziția câmpului pe cer este aproape de ecliptică, planul Sistemului nostru Solar. Aceasta este zona în care locuiesc cei mai mulți asteroizi, motiv pentru care astronomii Hubble au văzut atât de multe încrucișări. Observațiile lui Hubble în cerul adânc efectuate de-a lungul unei linii de vedere în apropierea planului Sistemului nostru Solar înregistrează de obicei urme de asteroizi. Credit: NASA, ESA și B. Sunnquist și J. Mack (STScI) Recunoștință: NASA, ESA și J. Lotz (STScI) și echipa HFF

Aproximativ o treime din traseele de asteroizi observate ar putea fi identificate și atribuite asteroizilor cunoscuți în Centrul pentru Planete Minori al Uniunii Astronomice Internaționale, cea mai mare bază de date de obiecte din Sistemul Solar. Acest lucru a lăsat în urmă 1.031 de trasee neidentificate care sunt slabe și probabil să fie asteroizi mai mici decât cei detectați în sondajele la sol. Se așteaptă ca marea majoritate a acestor asteroizi să fie localizați în centura principală dintre Marte și Jupiter, unde asteroizii de dimensiuni atât de mici sunt încă puțin studiați. Aceste trasee le-ar putea oferi astronomilor indicii perspicace despre condițiile din sistemul solar timpuriu când se formau planetele.

Proiectul evidențiază potențialul Hubble de a vizualiza asteroizii slabi și necunoscuți anterior și reprezintă o nouă abordare pentru găsirea asteroizilor în arhivele astronomice de decenii, care poate fi aplicată în mod eficient altor seturi de date. Pe lângă faptul că ilustrează valoarea lui Hubble ca vânător de asteroizi, a întărit și interesul publicului de a contribui la eforturile științifice și valoarea eforturilor de știință cetățenească.

În continuare, proiectul va explora cele 1.031 de linii de asteroizi necunoscute anterior pentru a le caracteriza orbitele și pentru a le studia proprietățile, cum ar fi dimensiunile și perioadele de rotație. Deoarece majoritatea acestor dungi de asteroizi au fost capturate de Hubble cu mulți ani în urmă, nu este posibil să le urmăriți acum pentru a le determina orbitele. Cu toate acestea, folosind Hubble, astronomii pot folosi efectul de paralaxă pentru a determina distanța până la asteroizii necunoscuți și pentru a pune constrângeri pe orbită. Pe măsură ce Hubble se mișcă în jurul Pământului, își schimbă punctul de vedere în timp ce privește asteroidul mișcându-se și pe propria sa orbită. Cunoscând poziția lui Hubble în timpul observării și măsurând curbura liniilor, oamenii de știință pot determina distanțele până la asteroizi și pot estima formele orbitelor acestora. Unele dintre cele mai lungi observații ale lui Hubble facilitează măsurarea unei curbe de lumină pentru asteroizi, din care echipa le poate măsura perioadele de rotație și deduce formele acestora.

referință revistei

  1. Sandor Kruk, Pablo García Martín, Marcel Popescu, Bruno Merín, Max Mahlke, Benoît Carry, Ross Thomson, Samet Karadağ, Javier Durán, Elena Racero, Fabrizio Giordano, Deborah Baines, Guido de Marchi și René Laureijs. Hubble Asteroid Hunter I. Identificarea urmelor de asteroizi în imaginile telescopului spațial Hubble. astronomie și astrofizică Volumul 661, mai 2022 A85 DOI: 10.1051/0004-6361/202142998

Add Comment