Новый алгоритм поймал свой первый опасный астероид
Алгоритм обнаружения астероидов, разработанный для обнаружения околоземных астероидов для предстоящего 10-летнего исследования ночного неба, проводимого обсерваторией Веры С. Рубин, выявил первый «потенциально опасный» астероид — термин, обозначающий космические камни в окрестностях Земли, которые нравятся ученым. Астероид длиной примерно 600 футов, обозначенный как 2022 SF289, был обнаружен во время тест-драйва алгоритма с помощью исследования ATLAS на Гавайях. Обнаружение 2022 SF289, которое не представляет опасности для Земли в обозримом будущем, подтверждает, что алгоритм следующего поколения, известный как HelioLinc3D, может идентифицировать околоземные астероиды с меньшим количеством и более рассредоточенными наблюдениями, чем это требуется сегодняшними методами.
«Демонстрируя реальную эффективность программного обеспечения, которое Rubin будет использовать для поиска тысяч еще неизвестных потенциально опасных астероидов, открытие 2022 SF289 делает нас всех безопаснее», — сказал ученый Rubin Ари Хайнце, главный разработчик HelioLinc3D и исследователь Вашингтонского университета. Солнечная система является домом для десятков миллионов каменистых тел, начиная от небольших астероидов размером не более нескольких футов и заканчивая карликовыми планетами размером с нашу Луну. Эти объекты остались из эпохи более четырех миллиардов лет назад, когда планеты в нашей системе сформировались и заняли свое нынешнее положение.
Большинство из этих тел удалены, но некоторые из них вращаются близко к Земле и известны как околоземные объекты или ОСЗ. Ближайшие из них — те, траектория которых проходит примерно в 5 миллионах миль от земной орбиты, или примерно в 20 раз дальше от Земли до Луны, — требуют особого внимания. Такие «потенциально опасные астероиды» или PHA систематически ищут и контролируют, чтобы гарантировать, что они не столкнутся с Землей, что может привести к разрушительным последствиям. Ученые ищут PHA с помощью специализированных систем телескопов, таких как обзор ATLAS, проводимый группой из Института астрономии Гавайского университета. Они делают это, фотографируя части неба по крайней мере четыре раза каждую ночь. Открытие делается, когда они замечают точку света, однозначно движущуюся по прямой линии по серии изображений. С помощью этого метода ученые обнаружили около 2350 ПОА, но, по оценкам, еще столько же ожидают открытия.
В начале 2025 года к охоте за этими объектами присоединится обсерватория Веры С. Рубин, которая находится на вершине своего пика в чилийских Андах. Наблюдения Рубина резко увеличат скорость обнаружения ПГА. Рубин будет беспрецедентно быстро сканировать небо с помощью своего 8,4-метрового зеркала и массивной 3200-мегапиксельной камеры, посещая точки на небе дважды за ночь, а не четыре раза, как это требуется современным телескопам. Но с этой новой наблюдательной «каденцией» исследователям нужен новый тип алгоритма обнаружения, чтобы надежно обнаруживать космические камни. Команда Рубина по программному обеспечению солнечной системы в Институте DiRAC Вашингтонского университета работала над разработкой таких кодов. Работая со старшим астрофизиком Смитсоновского института и преподавателем Гарвардского университета Мэтью Холманом, который в 2018 году стал пионером нового класса алгоритмов поиска гелиоцентрических астероидов, Хайнце и Зигфридом Эгглом, бывшим исследователем Вашингтонского университета, который сейчас является доцентом Иллинойского университета в Урбане. Шампейн разработал HelioLinc3D: код, который может находить астероиды в наборе данных Рубина.
Поскольку Рубин все еще строился, Хайнце и Эггл хотели протестировать HelioLinc3D, чтобы увидеть, сможет ли он обнаружить новый астероид в существующих данных, а наблюдателей слишком мало, чтобы их могли обнаружить современные обычные алгоритмы. Джон Тонри и Ларри Денно, ведущие астрономы ATLAS, предложили свои данные для проверки. Команда «Рубина» настроила HelioLinc3D для поиска по этим данным, и 18 июля 2023 года он обнаружил свой первый PHA: 2022 SF289, первоначально полученный ATLAS 19 сентября 2022 года на расстоянии 13 миллионов миль от Земли. Оглядываясь назад, ATLAS наблюдал 2022 SF289 три раза в течение четырех отдельных ночей, но ни разу не было необходимого количества четырех раз за одну ночь, чтобы быть идентифицированным как новый ОСЗ. Но это только те случаи, когда HelioLinc3D преуспевает: он успешно объединил фрагменты данных за все четыре ночи и сделал открытие.
«Любому исследованию будет сложно обнаружить такие объекты, как 2022 SF289, которые близки к пределу чувствительности, но HelioLinc3D показывает, что можно восстановить эти слабые объекты, если они видны в течение нескольких ночей», — сказал Денно. «По сути, это дает нам «больший, лучший» телескоп». Другие обзоры также пропустили 2022 SF289, потому что он проходил перед богатыми звездными полями Млечного Пути. Но теперь, зная, где искать, дополнительные наблюдения от Pan-STARRS и Catalina Sky Survey быстро подтвердили открытие. Команда использовала платформу ADAM Института астероидов B612 для восстановления дальнейших непризнанных наблюдений с помощью телескопа Zwicky Transient Facility, поддерживаемого NSF.
2022 SF289 классифицируется как ОСЗ типа «Аполлон». Ближайшее сближение приводит его в пределах 140 000 миль от орбиты Земли, ближе, чем Луна. Его диаметр 600 футов достаточно велик, чтобы классифицировать его как «потенциально опасный». Но, несмотря на его близость, прогнозы показывают, что он не представляет опасности столкновения с Землей в обозримом будущем. О его открытии было объявлено в электронном циркуляре Международного астрономического союза по малым планетам MPEC 2023-O26. В настоящее время ученым известно о 2350 PHA, но ожидается, что их еще предстоит найти более 3000.
«Это всего лишь малая часть того, что можно ожидать от обсерватории Рубин менее чем через два года, когда HelioLinc3D будет каждую ночь открывать подобный объект», — сказал ученый Рубина Марио Юрич, директор Института DiRAC, профессор астрономии в Университет Вашингтона и руководитель группы разработчиков HelioLinc3D. «Но в более широком смысле это предварительный просмотр грядущей эры астрономии с интенсивным использованием данных. От HelioLinc3D до кодов с помощью ИИ следующее десятилетие открытий будет историей развития алгоритмов, а также новых больших телескопов».
