Halálos aszteroidák rejtőzködnek a szem előtt. Egy új eszköz segíti felfedezésüket.

Ed Law meg akarja menteni a Földet a halálos aszteroidáktól.

Vagy legalábbis, ha egy nagy űrszikla közeledik felénk, Dr. Lu, a NASA egykori űrhajósa, alkalmazott fizikából Ph.D.-vel, meg akarja találni, mielőtt elérné – remélhetőleg több éves előrejelzéssel és lehetőséggel az emberiség számára . elkölteni.

Kedden a B612 Foundation, egy nonprofit csoport, amelynek Dr. Lu segített létrehozni, több mint 100 aszteroida felfedezését jelentette be. (Az intézmény neve Antoine de Saint-Exupery „A kis herceg” című gyerekkönyvére utal; a B612 a karakter fő aszteroidája.)

Ez önmagában nem észrevehető. Folyamatosan új aszteroidákról számolnak be az égbolt megfigyelői szerte a világon. Ide tartoznak a háztáji teleszkópokkal és az éjszakai égboltot szisztematikusan felmérő robotizált felmérésekkel rendelkező amatőrök.

Figyelemre méltó, hogy a B612 nem épített új távcsövet, és nem is végzett új megfigyeléseket a meglévő távcsövekkel. Ehelyett a B612 által finanszírozott kutatók kifinomult számítási képességeket alkalmaztak éves képeken – ebből 412 000 a National Infrared Optical Astronomy Research Laboratory (NOIRLab) digitális archívumában –, hogy kiszűrjék az aszteroidákat a 68 milliárd kozmikus fénypontból. megörökítve a képeken.

Ez a csillagászat modern módszere” Dr. Lu mondta.

A keresés hozzáadódik A NASA és más szervezetek „bolygóvédelmi” erőfeszítései a világ körül.

Ma a Föld közelében található 25 000 aszteroida közül, amelyek legalább 460 láb átmérőjűek, csak körülbelül 40 százalékát találták meg. A fennmaradó 60 százalék – körülbelül 15 000 űrkőzet, amelyek mindegyike több száz millió tonna TNT-nek megfelelő energiát képes felszabadítani a Földdel való ütközés során – továbbra is feltáratlan.

A B612 együttműködött Joachim Moeyens-szel, a Washingtoni Egyetem végzős hallgatójával és Mario Juric doktori tanácsadóval, a csillagászprofesszorral. Az egyetem Asztrofizikai és Kozmológiai Adatintenzív Kutatóintézetének munkatársaival együtt olyan algoritmust fejlesztettek ki, amely képes csillagászati ​​felvételek vizsgálatára nemcsak annak meghatározására, hogy mely fénypontok lehetnek aszteroidák, hanem azt is, hogy a különböző éjszakákon készült képek mely fénypontjai. valójában ugyanaz az aszteroida.

Lényegében a kutatók kifejlesztettek egy módszert annak kimutatására, hogy mi volt valójában látott, de nem figyeltek meg.

Általában az aszteroidákat akkor fedezik fel, amikor az égbolt ugyanazt a részét többször is lefényképezik egyetlen éjszaka alatt. Az éjszakai égbolt egy foltja sok fénypontot tartalmaz. A távoli csillagok és galaxisok ugyanabban a sorrendben maradnak. De a Naprendszerben sokkal közelebbi objektumok gyorsan mozognak, és helyzetük az éjszaka folyamán változik.

A csillagászok „követésnek” nevezik az egyetlen mozgó objektum egyetlen éjszaka alatti megfigyelésének sorozatát. A nyomkövető jelzést ad az objektum mozgásáról, és elvezeti a csillagászokat oda, ahol egy másik éjszakát kereshetnek. Ugyanarról az objektumról régi fényképeket is kereshetnek.

Sok olyan csillagászati ​​megfigyelés, amely nem része a szisztematikus aszteroida-kutatásnak, elkerülhetetlenül rögzít aszteroidákat, de csak egyetlen időpontban és helyen, nem pedig a kis pályák összeállításához szükséges többszörös megfigyeléseket.

A NOIRLab felvételeit például elsősorban a Victor M. Blanco 4 méteres chilei távcső készítette az éjszakai égbolt közel egynyolcadának felmérése során, hogy feltérképezzék a galaxisok eloszlását az univerzumban.

Az extra fényfoltokat figyelmen kívül hagyták, mert nem azokat a csillagászok tanulmányozták. „Ez csak véletlenszerű adatok az égboltról készült véletlenszerű képeken” – mondta Dr. Lu.

De Mr. Moeyens és Dr. Juric számára egyetlen fénypont, amely nem csillag vagy galaxis, kiindulópontja az algoritmusuknak, amelyet Tracklet-less Heliocentric Orbit Recovery-nek vagy THOR-nak neveztek.

A gravitáció törvénye szabályozza az aszteroida mozgását. A THOR a megfigyelt fénypontnak megfelelő próbapályát hoz létre, bizonyos távolságot és sebességet feltételezve. Ezután kiszámítja, hol volt az aszteroida a következő és az előző éjszakákon. Ha ott megjelenik egy fénypont az adatok között, akkor ez ugyanaz az aszteroida lehet. Ha az algoritmus néhány héten belül öt-hat megfigyelést képes összefűzni, az ígéretes jelölt egy aszteroida felfedezésére.

Elvileg végtelen számú lehetséges vizsgálati pályát lehet megvizsgálni, de ehhez soha nem szabad kiszámítani. A gyakorlatban, mivel az aszteroidák bizonyos pályák körül csoportosulnak, az algoritmusnak csak néhány ezer gondosan kiválasztott lehetőséget kell figyelembe vennie.

A több ezer potenciális aszteroida több ezer tesztpályájának kiszámítása azonban ijesztő feladat a számok feltörése. De a felhőalapú számítástechnika megjelenése – az interneten elosztott hatalmas számítási teljesítmény és adattárolás – lehetővé teszi ezt. A Google a Google Cloud platformján időt fordított ehhez az erőfeszítéshez.

„Ez az egyik legmenőbb alkalmazás, amit láttam” – mondta Scott Benberthy, a Google Alkalmazott Mesterséges Intelligenciájának igazgatója.

Eddig a tudósok egy hónap, 2013 szeptembere adatainak körülbelül egynyolcadát vizsgálták meg a NOIRLab archívumából. A THOR 1354 potenciális aszteroidát állított elő. Közülük több már szerepelt a Nemzetközi Csillagászati ​​Unió Kisbolygó Központja által vezetett aszteroidakatalógusban. Néhányat már korábban is megfigyeltek, de csak egy éjszaka alatt, és a kis pálya nem volt elegendő a pálya magabiztos meghatározásához.

A Minor Planet Center megerősítette, hogy eddig 104 objektum új felfedezés. A NOIRLab archívuma hét évnyi adatot tartalmaz, ami arra utal, hogy aszteroidák tízezrei várnak megtalálásra.

„Szerintem klasszÉs a– mondta Matthew Payne, a Minor Planet Center igazgatója, aki nem vett részt a THOR fejlesztésében. „Szerintem nagyon érdekes, és lehetővé teszi a már meglévő archív adatok megfelelő hasznosítását is. „

Az algoritmus jelenleg úgy van beállítva, hogy csak a fő öv-aszteroidákat találja meg, azokat, amelyek a Mars és a Jupiter között keringenek, és nem a Föld-közeli aszteroidákat, amelyek ütközhetnek bolygónkkal. A Föld-közeli aszteroidák felismerése nehezebb, mert gyorsabban mozognak. Ugyanazon aszteroida különböző megfigyelései időben és távolságban elválaszthatók, és az algoritmusnak több számozást kell végeznie az összefüggések létrehozásához.

– Minden bizonnyal sikerülni fog – mondta Mr. Moen. „Nincs ok, hogy miért ne tenné. Tényleg nem volt lehetőségem kipróbálni.”

A THOR nemcsak új aszteroidákat képes felfedezni a régi adatokból, hanem megváltoztathatja a jövőbeni megfigyeléseket is. Vegyük például Vera C Robin Obszervatóriumamelyet korábban Large Universal Survey Telescope néven ismertek, jelenleg Chilében építik.

A National Science Foundation által finanszírozott Rubin Obszervatórium egy 8,4 méteres távcső, amely gyakran pásztázza az éjszakai égboltot, hogy nyomon kövesse az idő múlásával kapcsolatos változásokat.

Az obszervatórium küldetésének része az univerzum nagyméretű szerkezetének tanulmányozása és a távoli szupernóvák, más néven szupernóvák azonosítása. Az otthonodhoz közelebb számos, egy bolygónál kisebb objektumot is felfedezhetsz a Naprendszer körül.

Néhány évvel ezelőtt egyes tudósok azt javasolták, hogy a Rubin Teleszkóp megfigyelési mintáit módosítani lehetne, hogy több aszteroida becsapódást tudjon lokalizálni, és ezáltal gyorsabban megtalálja a veszélyesebb, de még fel nem fedezett aszteroidákat. Ez a változás azonban lelassította volna a többi csillagászati ​​kutatást.

Ha bebizonyosodik, hogy a THOR algoritmus jól működik Rubin adataival, akkor a teleszkópnak nem kellene ugyanazt az égboltrészt kétszer pásztáznia éjszakánként, így ehelyett kétszer nagyobb területet fedhet le.

„Ez elvileg forradalmi lehet, vagy legalábbis nagyon fontos” – mondta Zeljko Ivezic, a távcső igazgatója és a THOR-t leíró és megfigyelések alapján tesztelő tudományos cikk szerzője.

Ha a teleszkóp nem négyéjszakánként, hanem két éjszakánként visszatérhet ugyanarra az égboltra, az más kutatások javára válhat, beleértve a szupernóvák kutatását is.

„Ez az algoritmus egy másik hatása lenne, aminek semmi köze az aszteroidákhoz” – mondta Dr. Evezek. „Nagyon jól mutatja, hogyan változik a táj. A tudományos ökoszisztéma változik, mert mostanra a szoftverek olyan dolgokra képesek, amelyekről 20-30 évvel ezelőtt még álmodni sem mertél volna, amire nem is gondoltál.”. „

Dr. Lu számára a THOR egy másik módot kínál ugyanazon célok elérésére, mint egy évtizeddel ezelőtt.

Abban az időben a B612 egy ambiciózus és sokkal drágább projekt előtt állt. A non-profit szervezetnek saját Sentinel nevű űrteleszkópot kellett megépítenie, elindítania és működtetnie.

Abban az időben Dr. Lu-t és a B612 többi vezetőjét frusztrálta a veszélyes űrkőzetek keresésének lassú üteme. 2005-ben a Kongresszus megbízta a NASA-t, hogy 2020-ig keresse meg és kövesse nyomon a 460 láb vagy nagyobb átmérőjű Föld-közeli aszteroidák 90 százalékát. A törvényhozók azonban nem biztosították a NASA számára a munka elvégzéséhez szükséges pénzt, és a határidő kevesebb mint felével telt le. hogy megtalálják azokat az aszteroidákat.

450 millió dollár összegyűjtése magánadományozóktól a Sentinel előfizetésére nagy kihívást jelentett a B612 számára, különösen azért, mert a NASA saját űrteleszkóp építését fontolgatta aszteroidák észlelésére.

Amikor a Nemzeti Tudományos Alapítvány engedélyezte a Rubin Obszervatórium létrehozását, a B612 újraértékelte terveit. „Gyorsan megfordulhatunk, és megkérdezhetjük: „Mi az a másfajta megközelítés a probléma megoldásához, amelyet meg akarunk oldani?” – mondta Dr. Lu. „

A Rubin Obszervatórium a tervek szerint körülbelül egy éven belül elvégzi az első tesztmegfigyeléseket, és körülbelül két év múlva kezdi meg működését. Dr. Evcic szerint Rubin tíz évnyi megfigyelése más aszteroidák utáni kutatásokkal együtt elérheti a Kongresszus 90 százalékos célját.

A NASA is felgyorsítja a bolygóvédelmi erőfeszítéseket. NEO Surveyor nevű aszteroidateleszkópja a kezdeti tervezési fázisban van, és 2026-ban kívánja felbocsátani.

Még ebben az évben a Double Asteroid Redirection Test küldetés egy lövedéket indít egy kis aszteroidára, és megméri, mennyit változott az aszteroida útja. A Kínai Nemzeti Űrügynökség is hasonló küldetésen dolgozik.

A B612 esetében ahelyett, hogy egy közel félmilliárd dollárba kerülő teleszkópprojekten civakodna, hozzájárulhat az olyan olcsóbb kutatási erőfeszítésekhez, mint a THOR. A múlt héten bejelentette, hogy 1,3 millió dollár ajándékot kapott az aszteroidatudományi felhőalapú számítástechnikai eszközökkel kapcsolatos további munkák finanszírozására. Az alapítvány a Tito’s Handmade Vodkától is kapott támogatást, amely legfeljebb 1 millió dollárt tesz ki más adományozóktól.

A B612 és Dr. Lu most nem csak a világ megmentésére törekszik. „Egy triviális kérdésre válaszolunk, hogy a vodka hogyan viszonyul az aszteroidákhoz.” Ő mondta.