Астрономы впервые разглядели в Главном поясе астероидов 10-метровые глыбы

Астрономы впервые смогли разглядеть тела размером всего 10 метров в Главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера, где раньше могли наблюдать лишь километровые глыбы. Статья об открытии опубликована в журнале Nature.

Считается, что астероиды, сравнимые по размеру с тем, что погубил динозавров, порядка 10 км в диаметре, ударяют по Земле крайне редко — примерно раз в 100-500 млн лет. Астероиды размером с Челябинский, упавший в 2013 году, или Тунгусский метеорит (1908 год) сталкиваются с Землей гораздо чаще — раз в несколько десятилетий.

Ученые считают, что подобные тела легче покидают Главный пояс астероидов и становятся околоземными, неся потенциальную угрозу нашей планете. Ранее в этом регионе Солнечной системы, где находятся миллионы космических объектов, астрономы могли разглядеть лишь те, чей диаметр составляет минимум километр.

Ученые под руководством Артема Бурданова из Массачусетского технологического университета вместе с коллегой Джульеном де Витом изначально занимались изучением потенциально обитаемых экзопланет. Так, в 2016 году они открыли планетную систему TRAPPIST-1 всего в 40 световых годах от Солнца. С помощью специализированного телескопа TRAPPIST в Чили они показали, что в составе этой системы есть твердые планеты размером с Землю внутри так называемой зоны обитаемости.

При дальнейших наблюдениях астрономам постоянно приходилось очищать снимки звезды от «мусора» — случайно оказавшихся в поле зрения пылевых и прочих объектов, среди которых попадались и астероиды. «Для большинства астрономов астероиды вредят наблюдениям в том смысле, что пересекают ваше поле зрения и влияют на наблюдения», — пояснил де Вит.

Ученые решили выяснить, нельзя ли подобные снимки использовать для поиска новых астероидов. Для этого они использовали метод сдвига и наложения (shift and stack), впервые разработанный еще в 1990-е годы. Он заключается в сложении множества снимков одного и того же участка неба и их сдвиге относительно друг друга для компенсации движения неизвестного слабого объекта в поле зрения.

Однако применение такой техники для поиска астероидов на глубоких снимках далеких звезд требует значительных вычислительных мощностей. Несколько лет назад Бурданов и де Вит выяснили, что эта задача под силу мощным графическим процессорам, способным обрабатывать большое количество изображений с высокой скоростью. В новом исследовании они применили этот способ для обработки снимков космического телескопа имени Джеймса Вебба, запечатлевших ту же систему TRAPPIST-1.

Ученые использовали тот факт, что приемники JWST более чувствительны к инфракрасному, чем к видимому свету, а именно в инфракрасном диапазоне тела Главного пояса астероидов видны ярче. После обработки свыше 10 тыс. изображений ученые обнаружили 8 ранее известных астероидов, а кроме этого открыли 138 новых объектов диаметров от десяти до нескольких десятков метров.

«Мы умеем открывать околоземные объекты до 10 метров в поперечнике, когда они находятся близко к Земле, — пояснил Бурданов. — Теперь придумали, как замечать эти мелкие астероиды, когда они расположены гораздо дальше, и мы можем точнее следить за их орбитальным движением, что важно для защиты нашей планеты».

Предположительно, открытые астероиды принадлежат таким семействам, как Ниса, Пулана и Массалия. Шесть астероидов, считают ученые, могут в будущем стать околоземными, один принадлежит к так называемым троянцам, следующим за движением Юпитера. «Десятиметровые объекты могут быть причиной мегатонных взрывов и оставлять километровые кратеры. Они были причиной недавних громки событий на земле — Тунгуска, Челябинск, кратер Бэрринджера, Штайнхаймский кратер… Путем дополнительных долгих инфракрасных наблюдений телескоп JWST готов открывать тысячи астероидов размером в десятки метров по всему небу, исследуя отдельные семейства и возможные источники метеоритов», — говорится в работе.