Основная масса метеоритов, достигающих Земли, происходит из главного пояса астероидов. Благодаря разработанному недавно методу, международная группа исследователей впервые смогла выявить свыше ста очень маленьких астероидов, что является новым достижением. Небольшие астероиды покидают пояс чаще и легче преодолевают расстояние до нашей планеты, чем крупные.
Главный пояс астероидов представляет собой область протяжённостью примерно в 0,5 астрономической единицы, расположенную между орбитами Марса и Юпитера, где сконцентрировались остатки вещества, не вошедшие в состав планет при формировании Солнечной системы. На сегодняшний день в этом поясе насчитывается три признанные карликовые планеты, около двух миллионов астероидов, размер которых превышает километр, и миллиарды более мелких объектов. Крупные карликовые планеты и астероиды, диаметром свыше 100 километров, сохраняют своё положение в поясе, в то время как более мелкие тела часто покидают свои орбиты и проникают во внутреннюю часть Солнечной системы.
Несмотря на развитие современных технологий, систематическое наблюдение за небольшими астероидами остается сложной задачей. По предварительным данным, обнаружено всего 15% астероидов среднего размера (от 150 метров до километра) и лишь 1% мелких. Эти объекты, которые регулярно приближаются к Земле, способны причинить значительный ущерб. К примеру, диаметр Тунгусского метеорита оценивается примерно в 70-80 метров, а Челябинского – около 20 метров. Предсказать их падение и в настоящее время представляется крайне затруднительным.
Астрономы стремятся изучать малые тела, расположенные в поясе астероидов, для определения закономерностей их распределения по размерам и оценки вероятности их сближения с Землей. На текущий момент ученым удалось обнаружить лишь объекты с диаметром приблизительно в километр. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, международная группа ученых определила более ста новых, небольших астероидов, расположенных в поясе астероидов. Диаметр самых маленьких из них составляет около 10 метров.
Новая методика отличается простотой, однако требует значительных вычислительных мощностей. Руководителями исследования выступили Жюльен де Вит и Ричард Бинзел, профессора планетологии из Массачусетского технологического института (США), чьи научные интересы связаны с поиском экзопланет. Полученные данные наблюдений за удаленными системами экзопланет нуждаются в очистке от помех, таких как газ, пыль и объекты, расположенные между нами и звездой. Среди этих объектов могут оказаться и астероиды Солнечной системы. Именно это послужило отправной точкой для предложения использовать те же данные наблюдений с целью обнаружения астероидов.
Информация, полученная при наблюдении за удаленными звездными системами, состоит из тысяч изображений одного и того же участка неба. Если предположить, каким был путь астероида, пролетавшего в поле зрения, то его можно обнаружить, накладывая снимки друг на друга до тех пор, пока его видимость не превысит уровень фонового шума. Сложность заключается в том, что существует большое количество возможных траекторий, и снимков очень много. Для обработки такого объема данных требуются значительные вычислительные ресурсы.
В ходе нового исследования ученые применили свою методику, используя данные, полученные с космического телескопа «Джеймс Уэбб». Астероиды, расположенные в главном поясе, демонстрируют значительно большую яркость в инфракрасном спектре по сравнению с видимым, что сделало наблюдения телескопа «Джеймс Уэбб» особенно эффективными для решения поставленной задачи.
Чтобы отыскать объекты, ранее не замеченные в поле зрения, ученые проанализировали более 10 тысяч изображений, полученных с использованием системы TRAPPIST-1. В ходе исследования было зафиксировано восемь известных астероидов главного пояса и 138 ранее неизвестных астероидов, размеры которых составляют всего несколько десятков метров в диаметре. Это наименьшие астероиды, обнаруженные в пределах пояса за время всех наблюдений.
«Мы предполагали, что сможем обнаружить несколько новых объектов, однако в итоге мы нашли значительно больше, чем планировали, в особенности, небольшие тела. Это указывает на то, что мы исследуем новую популяцию: в ней малочисленные объекты сформировались в результате цепи столкновений, которые весьма результативно дробят астероиды до размеров, не превышающих 100 метров», — объяснил де Вит.
На основе полученных данных ученые способны более точно определять траектории движения небесных тел и предсказывать их перемещение. В своей новой работе авторы высказали предположение, что некоторые из недавно открытых астероидов могут классифицироваться как околоземные объекты.