При анализе архивных данных, полученных с космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), астрономы выявили неожиданно большое количество самых маленьких астероидов, когда-либо зафиксированных в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Это открытие может способствовать более точному отслеживанию небольших, но потенциально опасных космических объектов, способных сближаться с Землей.
Размеры недавно открытых астероидов сильно различаются – от размеров автобуса до нескольких спортивных стадионов. Эти объекты кажутся незначительными по сравнению с крупными космическими телами, которые привели к вымиранию динозавров, однако они всё равно способны нанести ощутимый удар. Всего десять лет назад астероид, достигавший нескольких десятков метров в диаметре, неожиданно взорвался над Челябинском, высвободив энергию, в тридцать раз превышающую мощность атомной бомбы, сброшенной американцами на Хиросиму во время Второй мировой войны.
Астероиды, известные как «декаметровые», сталкиваются с Землей гораздо чаще – в 10 000 раз – по сравнению с более крупными небесными телами, однако их небольшие размеры затрудняют заблаговременное обнаружение.
В последние годы астрономы, включая Жюльена де Вита, доцента кафедры планетологии Массачусетского технологического института, разрабатывали и проверяли вычислительно-интенсивный способ обнаружения астероидов, пролетающих перед звездами, на изображениях, полученных с помощью телескопов.
Используя этот метод для анализа тысяч изображений, полученных телескопом JWST, ученые выявили восемь ранее известных и 138 новых астероидов размером около 10 метров в главном поясе астероидов системы TRAPPIST-1, расположенной на расстоянии примерно в 40 световых лет от Земли. Эта планетарная система является наиболее детально изученной за пределами нашей Солнечной системы. По предварительным данным, шесть из этих объектов были выведены с исходных траекторий гравитационным воздействием близлежащих планет и теперь движутся по орбитам, которые могут привести к их сближению с Землей. Предварительные результаты исследования были обнародованы 9 декабря в журнале Nature.
«Мы предполагали, что найдем лишь небольшое количество новых объектов, однако фактическое число оказалось значительно выше ожидаемого, в особенности это касается объектов малого размера », — сказал де Вит в своем заявлении.
Новый взгляд на архивные данные
Де Вит и его команда использовали данные, полученные с помощью телескопа Джеймса Уэбба, чтобы выявить слабые, быстро движущиеся объекты, например астероиды, на фоне помех. Для этого они проанализировали около 93 часов изображений системы TRAPPIST-1.
Использование данного метода обычно неэффективно для объектов с неопределенными орбитами, однако разработчикам удалось преодолеть это препятствие благодаря применению мощных графических процессоров, которые позволили оперативно анализировать обширные объемы информации. Это обеспечило возможность проведения «слепого поиска» во всех возможных направлениях с целью выявления новых астероидов, после чего полученные изображения объединялись.
«Благодаря современным технологиям мы открываем для себя совершенно новые, ранее недоступные области », — это демонстрирует потенциал, который открывается, когда мы пересматриваем подход к анализу данных, — отметил Артем Бурданов, ведущий автор исследования и научный сотрудник отделения наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института. — Порой такой пересмотр оказывается весьма продуктивным, и данный случай — тому подтверждение».
Обнаруженные астероиды, представляющие собой фрагменты, образовавшиеся в результате столкновений крупных космических тел диаметром около километра, являются наименьшими из известных в главном поясе астероидов. Исследователи отмечают, что благодаря своей способности улавливать инфракрасное излучение, космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) оказался незаменимым инструментом для этого открытия. Инфракрасные излучения, которые он фиксирует, значительно интенсивнее слабого солнечного света, отражаемого с поверхности астероидов, — метода, обычно используемого в традиционных исследованиях.
Согласно новому исследованию, запланированные наблюдения с использованием телескопа JWST будут охватывать 15–20 удаленных звезд и займут не менее 500 часов, что может способствовать обнаружению еще тысяч астероидов диаметром около 10 метров в нашей Солнечной системе.
Современные телескопы также помогут выявить тысячи небольших астероидов, населяющих нашу Солнечную систему. Ключевую роль в этом сыграет обсерватория имени Веры К. Рубин в Чили, которая начиная со следующего года будет использовать крупнейшую в мире цифровую камеру для съемки южного неба каждую ночь в течение как минимум десятилетие. Получаемые изображения будут охватывать область, равную 40 диаметрам Луны. Благодаря высокой частоте наблюдений и разрешению, ожидается, что в течение первых шести месяцев будет обнаружено до 2,4 миллиона астероидов – это почти вдвое превысит текущее количество в каталоге.