Teleskop Hubble'a poluje na małe planetoidy

W ostatnim czasie naukowcy przeanalizowali archiwalne zdjęcia uzyskane Kosmicznym Teleskopem Hubble'a, aby wizualnie sprawdzić populację małych planetoid. Zbadano 37 tysięcy zdjęć z okresu obejmującego 19 lat obserwacji.

W efekcie odnaleźli 1701 śladów planetoid, z których 1031 okazało się obiektami do tej pory nie skatalogowanymi. Przy czym około 400 wcześniej nieznanych ma poniżej kilometra średnicy.

Naukowcom pomogli ochotnicy z całego świata, w ramach tzw. nauki społecznościowej (ang. citizen scientists). Astronomowie połączyli wysiłki ochotników z algorytmami uczenia maszynowego, aby wykrywać asteroidy. Badacze mają nadzieję zastosować je także na innych zbiorach danych.

Wskazano, że zaskakujące było odnalezienie tak wielu kandydatek na małe planetoidy. Były już wcześniej wskazówki, że populacja takich ciał istnieje, ale teraz mamy potwierdzenie na podstawie próbki losowych obiektów z archiwum Teleskopu Hubble'a.

Odnalezienie wielu małych planetoid jest wsparciem dla hipotezy, że są to odłamki większych ciał, które zderzały się ze sobą. Proces ten trwał miliardy lat. Alternatywna idea wskazuje, że małe ciała uformowały się w takim stanie kilka miliardów lat temu. Brakuje jednak mechanizmu, który powstrzymywałby je przed rośnięciem w większe obiekty, gdy akumulowały pył z dysku materii wokół Słońca.

Większość planetoid krąży wokół Słońca w tzw. głównym pasie planetoid, pomiędzy orbitami Marsa, a Jowisza. Planetoidy widać na zdjęciach jako ślady bowiem obiekty te poruszają się szybko względem Ziemi. Gdy Teleskop Hubble'a krąży po orbicie wokół Ziemi, dodatkowo zmienia punkt widzenia podczas obserwacji planetoidy. Znając pozycję teleskopu w danym momencie obserwacji i mierząc zakrzywienie śladów planetoid, można ustalić odległości do obiektów i oszacować kształty ich orbit.

Co więcej, mierząc jasność obiektu na zdjęciu i odnosząc ją do odległości do planetoidy, można spróbować oszacować rozmiar ciała. Najsłabsze wykryte obiekty mają blask jednej czterdziestomilionowej jasności najsłabszej gwiazdy widocznej gołym okiem.

W 2019 roku uruchomiono projekt o nazwie Hubble Asteroid Hunter. W jego ramach ochotnicy identyfikowali planetoidy w archiwalnych danych z Teleskopu Hubble'a. Inicjatywa była prowadzona przez European Science and Technology Centre (ESTEC), European Space Astronomy Centre (ESDC) i platformę Zoouniverse, skupiającą różne projekty nauki społecznościowej. Inicjatywę poszukiwania planetoid wsparło także Google.

Łącznie 11 482 ochotników dokonało blisko dwóch milionów identyfikacji. Ich wysiłki posłużyły jako materiał szkoleniowy dla automatycznego algorytmu, aby identyfikować planetoidy pomocy sztucznej inteligencji.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie "Astronomy & Astrophysics".