Астрономы представили каталог транснептуновых объектов, обнаруженных в рамках первых четырех лет обзора DES (Dark Energy Survey). Несмотря на то, что эти наблюдения проводятся в первую очередь с целью получения космологических данных, они оказываются полезны и для изучения близких астрономических объектов. В список вошло 316 тел, из которых информация о 139 публикуется впервые. Финальный каталог будет представлен после завершения шестилетней программы DES, пишут ученые в Astrophysical Journal Supplement Series.
Астрономы относят к планетам в Солнечной системе восемь тел, из которых самое далекое от центра — Нептун. На бо́льших удаления от звезды пролегают орбиты астероидов, комет и карликовых планет, в том числе Плутона. Если эти тела обращаются вокруг Солнца, но не подходят к нему ближе, чем Нептун, то называются транснептуновыми объектами (ТНО). На данный момент их известно около трех тысяч.
Изучение ТНО важно в контексте истории Солнечной системы, так как такие тела образовались на ранних этапах и как в динамическом, так и в химическом отношении мало изменились за прошедшее время. В частности, детальное знание их орбит поможет выяснить историю миграций планет-гигантов, которая могла существенно повлиять на условия во внутренней части Солнечной системы, в том числе на возникновение подходящих для зарождения жизни условий на Земле.
Существуют специальные программы по поиску ТНО, но обнаружить их можно и случайно. Для этого необходимы глубокие наблюдения, покрывающие крупные участки неба, так как эти источники слабы. В частности, этим критериям удовлетворяет обзор DES, который проводился с 2013 по 2019 год на четырехметровом телескопе имени Виктора Бланко в обсерватории Серро-Тололо в Чили.
В рамках DES ученые наблюдали примерно пять тысяч квадратных градусов (около одной восьмой площади неба) для оценки распределения материи во Вселенной и скорости расширения пространства. И, хотя DES не оптимизирован для поиска ТНО, полученные в его рамках данные подходят для поиска таких тел, в особенности обладающих большим орбитальным наклонением, так как основная часть площадки DES находится вдали от плоскости эклиптики.
Ученые из коллаборации DES подвели промежуточные итоги поиска ТНО в данных обзора, опубликовав каталог из 316 тел, обнаруженных в течение первых четырех лет работы. Их выделение потребовало разработки новых методов анализа, так как в рамках DES одна и та же область наблюдается нерегулярно и с большими промежутками времени, а специальные программы для поиска ТНО обычно делают по кадру каждого участка раз в несколько часов.
Изначально астрономы выделили на 60 тысячах полученных кадров около семи миллиардов источников, но использовали сделанные в разное время экспозиции для выделения только непостоянных — таких оказалось 22 миллиона. Для них авторы постарались найти орбиты на основе нескольких кадров, если объект перемещался относительно других источников.
В результате получился список из 400 кандидатов, каждый из которых наблюдался хотя бы в течение шести ночей. Для каждого из этих объектов ученые заново обработали все имеющиеся данные. В частности, они складывали полученные изображения для усиления сигналов в тех местах, где ожидалось присутствие объекта, но он не был выделен в рамках первичной обработки.
После всех проверок осталось 316 ТНО, из которых 245 были обнаружены именно в данных DES, а информация о 139 впервые публикуется в данной работе. Обнаруженные тела находятся на расстоянии от 30 до 90 астрономических единиц от Солнца, а финальный каталог ТНО по данным DES, который будет сделан на основе всех собранных за шесть лет данных, должен будет содержать порядка 500 объектов.
Авторы также отмечают ряд преимуществ полученного каталога. Во-первых, DES наблюдает сразу в нескольких спектральных фильтрах, причем как в оптическом, так и ближнем инфракрасном диапазоне, что позволяет получить больше информации об объектах. Также равномерное покрытие наблюдениями позволяет выделять тела вне зависимости от параметров их траекторий, в то время как другие методы могут отдавать предпочтение конкретным комбинациям орбитальных элементов. Это упростит сравнение каталога с моделями популяций ТНО.
Ранее Астрономы нашли рекордно далекий транснептуновый объект, открыли сравнимый с Плутоном по размеру ТНО и провели итоги выбора названия для одного из таких тел — теперь оно называется в честь китайского бога воды Гунгуна.