Сочетая искусственный интеллект с острым человеческим зрением, астрономы обнаружили 1701 новый след астероидов в архивных данных космического телескопа Хаббла НАСА/ЕКА, состоящих из более чем 37 000 изображений за два десятилетия. Проект отражает как ценность Хаббла для ученых как охотников за астероидами, так и то, как общественность может эффективно участвовать в инициативах гражданской науки.
В Международный день астероидов в июне 2019 года международная группа астрономов запустила « Охотник за астероидами Хаббла» — гражданский научный проект по выявлению астероидов в архивных данных Хаббла. Инициатива была разработана исследователями и инженерами из Европейского центра науки и технологий ( ESTEC ) и Центра научных данных Европейского центра космической астрономии ( ESDC ) в сотрудничестве с платформой Zooniverse , крупнейшей и самой популярной в мире платформой для гражданских наук, и Google. .
Астрономы в совокупности идентифицировали более 37 000 составных изображений, сделанных в период с апреля 2002 г. по март 2021 г. с помощью ACS и WFC3 Хаббла.инструменты. При типичном времени наблюдения 30 минут следы астероидов на этих изображениях выглядят как изогнутые линии или полосы. Более 11 400 представителей общественности классифицировали и анализировали эти изображения. Было идентифицировано более 1000 следов, что послужило обучающим набором для автоматизированного алгоритма на основе искусственного интеллекта. Сочетание гражданской науки и искусственного интеллекта привело к окончательному набору данных, содержащему 1701 след на 1316 изображениях Хаббла. Участники проекта также отметили различные другие астрономические объекты, такие как гравитационные линзы, галактики и туманности.
Примерно треть наблюдаемых следов астероидов можно идентифицировать и отнести к известным астероидам из Центра малых планет Международного астрономического союза , крупнейшей базы данных объектов Солнечной системы. Это оставило 1031 неопознанный след, который слабый и, вероятно, является меньшим астероидом, чем те, которые были обнаружены в наземных исследованиях. Ожидается, что подавляющее большинство этих астероидов будет расположено в Главном поясе между Марсом и Юпитером, где астероиды столь малых размеров еще мало изучены. Эти следы могут дать астрономам важные сведения об условиях в ранней Солнечной системе, когда формировались планеты.
Проект подчеркивает потенциал Хаббла в области визуализации тусклых, ранее неизвестных астероидов и представляет собой новый подход к поиску астероидов в астрономических архивах, охватывающих десятилетия, который может быть эффективно применен к другим наборам данных. Помимо иллюстрации ценности Хаббла как охотника за астероидами, это также усилило интерес общественности к вкладу в научные начинания и ценность усилий гражданской науки.
Далее проект исследует 1031 полосу ранее неизвестных астероидов, чтобы охарактеризовать их орбиты и изучить их свойства, такие как их размеры и периоды вращения. Поскольку большинство этих полос астероидов были захвачены Хабблом много лет назад, сейчас невозможно проследить за ними, чтобы определить их орбиты .. Однако с помощью Хаббла астрономы могут использовать эффект параллакса, чтобы определить расстояние до неизвестных астероидов и наложить ограничения на их орбиты. Когда Хаббл движется вокруг Земли, он меняет свою точку зрения, наблюдая за астероидом, который также движется по своей собственной орбите. Зная положение Хаббла во время наблюдения и измеряя кривизну полос, ученые могут определить расстояния до астероидов и оценить формы их орбит. Некоторые из более длительных наблюдений Хаббла облегчают измерение кривой блеска для астероидов, по которой команда может измерить периоды их вращения и сделать вывод об их форме.
Заметки
По сравнению с яркими звездами и планетами Солнечной системы, которые Хаббл регулярно отслеживает, большинство астероидов очень слабые и движутся очень быстро, что затрудняет их обнаружение. Поскольку с тех пор, как их впервые увидели, они проделали очень большой путь, вероятность того, что предсказания их орбит будут достаточно точными, чтобы зафиксировать объект в точном поле зрения Хаббла, слишком мала.
Кривая блеска — это график количества света, видимого от объекта за определенный период времени. По мере того, как количество света увеличивается и уменьшается, он вычерчивает кривую, которая сообщает астрономам, когда и насколько изменится яркость объекта. Это может рассказать им о некоторых свойствах объекта. В этом случае, когда маленькие астероиды неправильной формы вращаются и кувыркаются в космосе, они открывают для Солнца большую или меньшую поверхность, и количество света, отраженного к нам, меняется.
