Проанализировав 37 000 архивных снимков космического телескопа «Хаббл», собранных за 19 лет, ученые и более 10 000 гражданских ученых обнаружили 1701 след астероидов, 1031 из которых ранее не были занесены в каталог. Это практически невидимая популяция каменистых тел из-за их малого размера: около 400 из некаталогизированных имеют размер менее километра.
Хотя они не были целью съемки телескопа, их пересечение с полем зрения «Хаббла» помешало получению изображений. Совместив различные временные экспозиции, удалось восстановить следы их движения.
Как мы видим на изображении далекой галактики на обложке, эти следы выглядят как кривые над изображениями Хаббла из-за явления параллакса. На самом деле телескоп не стоит на месте, а движется по орбите вокруг Земли. Некаталогизированные астероиды, обнаруженные на снимках Хаббла, относятся к Главному поясу, между Марсом и Юпитером, поэтому они находятся в 10 триллионов раз ближе, чем галактика на картинке.
Главный пояс гораздо более населен, чем ожидалось
По мере того как «Хаббл» движется вокруг Земли, его точка зрения меняется по мере наблюдения за удаленными объектами. Поэтому астероиды, также движущиеся по своей орбите, непреднамеренно фотографируются телескопом в разных положениях. Зная положение «Хаббла» во время наблюдения и измеряя кривизну следов, оставленных астероидами, ученые могут определить расстояние до них и оценить форму их орбит.
Кроме того, чувствительные камеры «Хаббла» измеряют их яркость, а сопоставление ее с расстоянием позволяет оценить их размер. Яркость самых слабых астероидов составляет примерно одну сорокамиллионную часть яркости самой слабой звезды, видимой человеческим глазом.
«Мы углубляем наше представление о небольшой популяции астероидов в главном поясе. Мы были удивлены, увидев такое большое количество объектов-кандидатов«, — сказал ведущий автор исследования Пабло Гарсия Мартин из Автономного университета Мадрида. «Были некоторые подсказки о существовании этой популяции, но теперь мы получили подтверждение».
Большая выборка дает новую информацию о формировании и эволюции пояса астероидов. Обнаружение множества мелких астероидов подтверждает идею о том, что они являются фрагментами более крупных астероидов, которые столкнулись и раскололись на части в процессе, продолжавшемся миллиарды лет. Или же они уже сформировались так, как мы видим их сейчас, миллиарды лет назад, но нет механизма, который бы помешал им достичь больших размеров.
Новые способы охоты за астероидами
Положение астероидов меняется со временем, поэтому невозможно найти их, просто введя их координаты, потому что в другое время их там может не быть. У ученых нет времени просматривать все снимки, поэтому в 2019 году международная команда астрономов запустила Hubble Asteroid Hunter — проект гражданской науки по выявлению астероидов в архивных данных «Хаббла».
Инициатива была разработана исследователями и инженерами из Европейского научно-технического центра (ESTEC) и Европейского центра космической астрономии (ESDC) в сотрудничестве с платформой Zooniverse и компанией Google. В общей сложности 11 482 добровольца со всего мира предоставили почти 2 миллиона вариантов идентификации астероидов по снимкам Хаббла. Затем ученые объединили полученные результаты с алгоритмами машинного обучения для окончательной идентификации и подтверждения.
По словам исследователей, этот метод представляет собой новый подход к поиску астероидов в астрономических архивах за десятилетия и может быть эффективно применен к другим наборам данных.
С результатами исследования, опубликованными в журнале Astronomy & Astrophysics, можно ознакомиться здесь.