Astronomen haben Spuren von fast 1.500 neuen Asteroiden entdeckt, die in Daten verborgen sind, die vom angesehensten Weltraumteleskop der NASA gesammelt wurden.
In einer neuen Studie arbeiteten Astronomen und ein Team von Amateurwissenschaftlern zusammen, um Archivdaten des Hubble-Weltraumteleskops zu durchkämmen. Das Projekt begann am Internationalen Asteroidentag im Jahr 2019, als ein Team von Astronomen das Hubble Asteroid Hunter-Projekt im Zooniverse, einer populärwissenschaftlichen Crowdsourcing-Plattform, startete. Ziel des Projekts war es, Asteroiden in alten Daten von Hubble zu identifizieren. In anderen Studien wurden Signale möglicherweise nur als Rauschen herausgefiltert.
„Der Abfall eines Astronomen könnte ein weiterer astronomischer Schatz sein“, sagte Sandor Kroc, ein Forscher am Max-Planck-Institut für Weltraumphysik in Deutschland, in einer Erklärung. „Die Datenmenge in den Astronomiearchiven wächst exponentiell und wir wollten uns diese erstaunlichen Daten zunutze machen.“
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Das Team verwendete Beobachtungen, die zwischen dem 30. April 2002 und dem 14. März 2021 von Hubbles ACS- und WFC3-Kameras aufgenommen wurden. Innerhalb dieser Daten durchkämmten Asteroidenjäger mehr als 37.000 zusammengesetzte Bilder.
Da die typische Beobachtungszeit für diese Instrumente 30 Minuten beträgt, wusste das Team, dass sich bewegende Asteroiden in den Bildern als Linien erscheinen würden. Aber solche Zeilen können für automatisierte Computersysteme trügerisch sein, um sie zu erkennen, was die Bemühungen des Teams einzigartig wertvoll macht.
„Aufgrund von Hubbles eigener Umlaufbahn und Bewegung erscheinen die Linien in den Bildern gekrümmt, was es schwierig macht, Asteroidenspuren zu klassifizieren – oder besser gesagt, es ist schwierig, einem Computer zu sagen, wie er sie automatisch erkennen soll“, sagte Crooke. „Also brauchten wir Freiwillige, um eine erste Klassifizierung durchzuführen, mit der wir dann den maschinellen Lernalgorithmus trainierten.“
Für das Projekt überprüften 11.482 freiwillige Bürgerwissenschaftler diese Tausende von Bildern auf Linien. Durch ihre Bemühungen machten sie laut Aussage 1.488 vorläufige Identifizierungen von Asteroiden in etwa 1% der eingereichten Hubble-Bilder. Mit den von den Bürgerwissenschaftlern bereitgestellten Klassifizierungen trainierten die Astronomen, die die Studie leiteten, einen automatisierten maschinellen Lernalgorithmus, um in den Daten, die sie möglicherweise übersehen haben, nach zusätzlichen Asteroidenspuren zu suchen. Der Algorithmus hat der Gruppe etwa 900 Entdeckungen hinzugefügt, die nun insgesamt 2.487 mögliche Asteroiden umfasst.
Diese Summe wurde später von Crook und seinen Studienkollegen, den Astronomen Pablo García Martin von der Autonomen Universität Madrid und Marcel Popescu vom Astronomischen Institut der Rumänischen Akademie, eingegrenzt. Die drei Wissenschaftler untersuchten die Bilder weiter, entdeckten Spuren und schlossen kosmische Strahlen oder andere nicht-asteroide Objekte aus, die sie gemacht haben könnten. Dies verringerte die Anzahl der Bilder, die Asteroiden enthielten, was zu insgesamt 1.701 Asteroidenspuren führte, die aus 1.316 Hubble-Bildern abgeleitet wurden.
Etwa ein Drittel der bestätigten Spuren wurden auch als bekannte Asteroiden identifiziert, die in enthalten sind Little Planet CenterDatenbank für Sonnensystemobjekte. In der Erklärung heißt es, dass zwei Drittel der Spuren unidentifiziert bleiben, obwohl selbst identifizierte Asteroiden einer weiteren Überwachung bedürfen.
Bisher wissen die Forscher, dass die identifizierten Asteroiden „systematisch schwächer und daher möglicherweise kleiner als typische Asteroiden sind, die von der Erde aus entdeckt wurden, mit einer ähnlichen Geschwindigkeit und Verteilung am Himmel wie bekannte Asteroiden im sogenannten Hauptgürtel“, heißt es in der Erklärung.
Das Team beabsichtigt, die neue Studie anhand der Form von Asteroidenspuren weiterzuverfolgen, um zu versuchen, zu bestimmen, wie weit Weltraumfelsen von der Erde entfernt sind, und um Informationen über ihre Umlaufbahnen zu erhalten.
„Asteroiden sind Überbleibsel der Entstehung unseres Sonnensystems, was bedeutet, dass wir mehr über die Bedingungen erfahren können, als unsere Planeten geboren wurden“, sagte Crooke. „Die Verwendung einer solchen Kombination aus menschlicher und künstlicher Intelligenz zur Suche nach riesigen Datenmengen ist ein großer Wendepunkt, und wir werden diese Technologien auch für andere bevorstehende Vermessungen wie das Euclid-Teleskop verwenden.“
Das Euklid-Teleskop, das, wenn alles gut geht, nächstes Jahr gestartet werden soll, ist ein europäisches Observatorium, das zur Erforschung der Dunklen Materie und Dunklen Energie im Universum entwickelt wurde. Wissenschaftler schätzen jedoch, dass es laut Aussage auch 150.000 Objekte im Sonnensystem entdecken wird.
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