|
Толчок к открытию большого количества опасных обьектов
|
|
|
|
После примерно 10 лет строительства обсерватория Веры Рубин (VRO) должна впервые засветиться в январе 2025 года. Как только он будет запущен, начнется традиционное исследование пространства и времени (LSST) - десятилетняя работа по фотографированию всего видимого неба каждые несколько ночей. Он будет изучать темную энергию и темную материю, составлять карту Млечного Пути и обнаруживать кратковременные астрономические события и небольшие объекты Солнечной системы, такие как объекты, сближающиеся с Землей (ОСЗ).
|
|
|
|
Новое исследование показывает, что в течение первого года наблюдений LSST будет обнаруживать около 130 ОСЗ за ночь.
|
|
|
|
ОСЗ - это небольшие тела Солнечной системы, обычно астероиды, которые обращаются вокруг Солнца на расстоянии 1,3 астрономических единиц. Когда ОСЗ в какой-то момент пересекает орбиту Земли, он считается потенциально опасным объектом. В настоящее время НАСА ведет каталогизацию ОСЗ, и, несмотря на достигнутый прогресс, предстоит найти еще много таких объектов.
|
|
|
|
Согласно новому исследованию, предстоящая LSST позволит обнаруживать около 130 ОСЗ за ночь. Исследование называется "Ожидаемое влияние LSST обсерватории Рубина на наблюдение за ОСЗ", и оно все еще находится на стадии рецензирования, но доступно на сервере препринтов arXiv. Ведущим автором является Том Вагг, аспирант Института Дирака и факультета астрономии Вашингтонского университета в Сиэтле.
|
|
|
"Мы моделируем и анализируем вклад унаследованного обзора пространства и времени обсерватории Рубина (LSST) в скорость обнаружения объектов, сближающихся с Землей (NEO)", - пишут авторы. Они также проанализировали количество заявок на страницу подтверждения ОСЗ (NEOCP) и то, как это повлияет на всемирную систему последующего наблюдения за ОСЗ.
|
|
|
|
Проблема с ОСЗ заключается в том, что они не обязательно остаются ОСЗ. Часть из них — примерно пятая часть - проходит так близко к Земле, что даже небольшое возмущение может направить их по траектории, пересекающейся с земной орбитой. Это источники потенциально катастрофических столкновений. Еще одна группа таких объектов называется потенциально опасными астероидами (ПГА), и они достаточно массивны, чтобы пройти сквозь атмосферу Земли и врезаться в поверхность планеты. Чтобы считаться ПГА, объект должен быть около 140 метров в диаметре.
|
|
|
|
Центр малых планет ведет базу данных об ОСЗ, и постоянно добавляются новые. На странице подтверждения обнаружения ОСЗ (NEOCP) регистрируются новые объекты, но сначала это только кандидаты. Для последующих наблюдений требуются ресурсы для точного определения орбиты и размера кандидата.
|
|
|
|
Если LSST будет выявлять на 130 ОСЗ больше в день, что в восемь раз превысит текущий уровень обнаружения, то исследование потребует огромного объема последующей работы. Согласно стандартному компьютерному алгоритму digest2, который их оценивает, ОСЗ считаются кандидатами только в том случае, если они соответствуют определенным критериям, а это может быть определено только путем последующих наблюдений с помощью других телескопов.
|
|
|
|
Но при таком большом количестве обнаружений на горизонте могут возникнуть проблемы.
|
|
|
|
"Цель этой статьи - количественно оценить влияние Rubin на сообщество исследователей ОСЗ и рассмотреть возможные стратегии для смягчения этого воздействия", - пишут авторы.
|
|
|
|
Большинство ОСЗ, найденных LSST, будут найдены с использованием метода, называемого "привязка треклетов". Связывание треклетов - это "вычислительный метод, при котором по крайней мере три пары наблюдений ("треклеты"), наблюдаемые в течение 15-дневного периода, идентифицируются как относящиеся к одному и тому же объекту", - объясняют авторы.
|
|
|
|
Проблема в том, что привязка треклета может занять много времени и стоить дорого. "...объект не будет идентифицирован как представляющий интерес до тех пор, пока не будет получено изображение третьего треклета — в лучшем случае, через две ночи после первого наблюдения или, в худшем случае, почти через две недели", - пишут авторы. Это означает, что система может пропустить интересные или опасные объекты до тех пор, пока не станет слишком поздно наблюдать за ними для подтверждения.
|
|
|
|
С помощью других телескопов это можно обойти. Они могут сделать несколько последовательных снимков треклетов, чтобы обеспечить более надежное обнаружение, за которым можно немедленно следить. Однако VRO не может этого сделать, поскольку LSST - это автоматизированная съемка.
|
|
|
|
Что он может сделать, так это по счастливой случайности запечатлеть три или более треклетов на небольших участках неба, где его поля наблюдения будут перекрываться. "Такие треклеты могут быть немедленно идентифицированы и, при условии, что они соответствуют критериям оценки digest2, отправлены в Центр малых планет и включены в NEOCP", - пишут авторы. Авторы утверждают, что из-за масштаба этот процесс может быть автоматизирован и не потребует проверки со стороны человека.
|
|
|
|
Исследователи смоделировали обнаружение LSST, чтобы проверить свою идею и посмотреть, может ли это снизить нагрузку на последующие наблюдения. "Мы представляем алгоритм для прогнозирования того, сможет ли LSST позже повторно обнаружить объект за одну ночь наблюдений (что делает ненужным последующее наблюдение со стороны сообщества)", - объясняют они. Они хотели определить, насколько эффективно это позволит сократить количество объектов, требующих последующих наблюдений.
|
|
|
|
Они начали с моделирования почти 3600 дней LSST, состоящего из почти 1 миллиарда наблюдений.
|
|
|
|
Из своих данных они выбрали наблюдения, которые соответствовали треклетам. Одиночные треклеты не определяют орбиту, но они могут ограничивать потенциальные орбиты по сравнению с известными орбитами Солнечной системы. Алгоритм digest2 работает путем сравнения наблюдаемых треклетов с моделируемым каталогом объектов Солнечной системы, чтобы оценить вероятность того, что объект является ОСЗ. Он собирает все данные и оценивает возможные орбиты объектов.
|
|
|
|
На данный момент число ОСЗ-кандидатов по-прежнему велико. Выборка ОСЗ-кандидатов не является высокочистой и по-прежнему содержит объекты, не относящиеся к ОСЗ, такие как астероиды главного пояса.
|
|
|
|
Большая часть примесей вызвана астероидами главного пояса, и по мере их обнаружения уровень чистоты будет повышаться. Моделирование показывает, что уровень чистоты будет постоянно повышаться, и примерно через пять месяцев он выровняется. Аналогичная ситуация происходит с уровнем поступления. Примерно через 150 ночей количество заявок достигает стабильного уровня - около 95 за ночь.
|
|
|
|
LSST многократно отображает небо в перекрывающихся полях. Исследователи подумали, что если бы они могли определить, какие треклеты будут повторно наблюдаться LSST в процессе выполнения своих функций, они могли бы снизить нагрузку на последующие наблюдения.
|
|
|
|
"Если бы мы могли предсказать, за какими объектами будет следить сам LSST, это снизило бы нагрузку на систему отслеживания и позволило сообществу сосредоточиться на тех, которые действительно требуют внешнего контроля", - объясняют авторы. Исследователи разработали алгоритм для вычисления совокупности диапазонов и лучевых скоростей одиночного наблюдаемого треклета.
|
|
|
|
"Теперь мы исследуем эффект применения алгоритма вероятности обнаружения LSST для снижения нагрузки на NEOCP", - пишут авторы. Следующее изображение иллюстрирует это.
|
|
|
|
В целом, алгоритм предсказывал правильный результат в 68% случаев. Кроме того, около 64 объектов, переданных в NEOCP за ночь, потребовали бы внешнего контроля, но только около 8,3%, или около пяти, из этих объектов были бы ОСЗ. Алгоритм лишь незначительно повысил бы точность, но в два раза сократил бы объем последующих наблюдений.
|
|
|
|
Исследователи говорят, что другие изменения в алгоритме могут улучшить его и сделать обнаружение LSST NEO более надежным без необходимости в таком количестве сложных последующих наблюдений.
|
|
|
|
В своем заключении авторы пишут: "вклады LSST увеличат количество ночных заявок NEOCP примерно в восемь раз в течение первого года и составят в среднем 129 объектов за ночь". Однако доля подтвержденных данных невелика и составляет около 8,3%, но со временем будет увеличиваться.
|
|
|
|
Ожидается, что за десять лет работы LSST сгенерирует 200 петабайт несжатых данных, что составляет около 200 миллионов гигабайт. Это исследование показывает, что управление объемом данных, которые будет генерировать LSST, требует новых методов.
|
|
|
|
Это может показаться незначительной проблемой, но понимание угрозы, которую представляют для Земли ОСЗ, имеет решающее значение. Несмотря на то, что предпринимаются усилия по пониманию того, как мы можем защитить планету от них, важно каталогизировать их все.
|
|
|
|
Источник
|
