El Hubble busca pequeños asteroides en el cinturón principal
Los astrónomos utilizaron recientemente un tesoro de imágenes archivadas tomadas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA para detectar visualmente una población en gran parte invisible de asteroides más pequeños en su trayectoria. La búsqueda del tesoro requirió la búsqueda de 37.000 imágenes del Hubble a lo largo de 19 años. La recompensa fue encontrar 1.701 rastros de asteroides, de los cuales 1.031 no estaban catalogados. Aproximadamente 400 de estos asteroides no catalogados tienen un tamaño inferior a un kilómetro.
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| Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA de la galaxia espiral barrada UGC 12158 parece como si alguien le hubiera tomado un rotulador blanco. En realidad, se trata de una combinación de exposiciones temporales de un asteroide en primer plano que se mueve a través del campo de visión del Hubble, fotobombando la observación de la galaxia. Se tomaron varias exposiciones de la galaxia, como lo demuestra el patrón discontinuo. El asteroide aparece como una trayectoria curva debido al paralaje: el Hubble no está estacionario, sino que orbita alrededor de la Tierra, lo que da la ilusión de que el tenue asteroide nada a lo largo de una trayectoria curva. El asteroide inexplorado se encuentra dentro del cinturón de asteroides de nuestro Sistema Solar y, por lo tanto, está 10 billones de veces más cerca del Hubble que la galaxia de fondo. Más que una molestia, este tipo de datos resultan útiles a los astrónomos para hacer un censo de la población de asteroides en nuestro Sistema Solar.[ Descripción de la imagen : Esta es una imagen del Telescopio Espacial Hubble de la galaxia espiral barrada UGC 12158. La majestuosa galaxia tiene una forma de molinete formada por estrellas azules brillantes enrolladas alrededor de un centro de estrellas centrales de color blanco amarillento. El centro tiene una barra de estrellas atravesada, llamada barra. La galaxia está inclinada de cara a nuestra vista desde la Tierra. Una línea blanca ligeramente en forma de S en la parte superior es la imagen del Hubble de un asteroide que cruza la vista del Hubble. Parece discontinua porque la imagen es una combinación de varias exposiciones del asteroide volando como un auto de carreras.] Crédito: NASA, ESA, PG Martín (Universidad Autónoma de Madrid), J. DePasquale (STScI). Reconocimiento: A. Filippenko (Universidad de California, Berkeley) |
Voluntarios de todo el mundo conocidos como "científicos ciudadanos" contribuyeron a la identificación de estos asteroides. Los científicos profesionales combinaron los esfuerzos de los voluntarios con algoritmos de aprendizaje automático para identificar los asteroides. Esto representa un nuevo enfoque para encontrar asteroides en archivos astronómicos que abarcan décadas y puede aplicarse eficazmente a otros conjuntos de datos, dicen los investigadores.
“Estamos cada vez más cerca de ver la población más pequeña de asteroides del cinturón principal. Nos sorprendió ver una cantidad tan grande de objetos candidatos”, dijo el autor principal Pablo García Martín de la Universidad Autónoma de Madrid, España. "Había algunos indicios de que esta población existía, pero ahora lo estamos confirmando con una muestra aleatoria de población de asteroides obtenida utilizando todo el archivo del Hubble. Esto es importante para proporcionar información sobre los modelos evolutivos de nuestro Sistema Solar".
La gran muestra aleatoria ofrece nuevos conocimientos sobre la formación y evolución del cinturón de asteroides. Encontrar muchos asteroides pequeños favorece la idea de que son fragmentos de asteroides más grandes que han chocado y se han roto, como cerámica destrozada. Se trata de un proceso de trituración que dura miles de millones de años.
Una teoría alternativa sobre la existencia de fragmentos más pequeños es que se formaron así hace miles de millones de años. Pero no existe ningún mecanismo concebible que impida que se conviertan en bolas de nieve hasta alcanzar tamaños mayores a medida que aglomeran el polvo del disco circunestelar que forma planetas alrededor de nuestro Sol. "Las colisiones tendrían una firma determinada que podemos utilizar para probar la población actual del cinturón principal", dijo el coautor Bruno Merín del Centro Europeo de Astronomía Espacial en Madrid, España.
Debido a la rápida órbita del Hubble alrededor de la Tierra, puede capturar asteroides errantes a través de sus reveladores rastros en las exposiciones del Hubble. Visto desde un telescopio terrestre, un asteroide deja una raya en la imagen. Los asteroides "fotobomban" las exposiciones del Hubble al aparecer como senderos curvos e inconfundibles en las fotografías del Hubble.
A medida que el Hubble se mueve alrededor de la Tierra, cambia su punto de vista mientras observa un asteroide, que también se mueve a lo largo de su propia órbita. Conociendo la posición del Hubble durante la observación y midiendo la curvatura de las rayas, los científicos pueden determinar las distancias a los asteroides y estimar las formas de sus órbitas.
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| Este gráfico se basa en datos de archivo del Telescopio Espacial Hubble que se utilizaron para identificar una población en gran parte invisible de asteroides muy pequeños. Los asteroides no eran los objetivos previstos, sino que fotobombaron estrellas y galaxias de fondo en las imágenes del Hubble. La exhaustiva búsqueda del tesoro requirió examinar 37.000 imágenes del Hubble que abarcan 19 años. Esto se logró utilizando voluntarios de "ciencia ciudadana" y algoritmos de inteligencia artificial. La recompensa fue encontrar 1.701 rastros de asteroides no detectados anteriormente. [Descripción de la imagen : Este gráfico muestra el tamaño de los asteroides versus su abundancia, basado en un estudio de archivos del Telescopio Espacial Hubble que encontró 1701 asteroides, en su mayoría no detectados previamente, que se encuentran entre las órbitas de Marte y Júpiter. El eje vertical enumera el número de objetos de cero a 70. El eje horizontal enumera el tamaño, desde cero kilómetros a la izquierda hasta 2 kilómetros a la derecha. El gráfico tiene una pendiente ascendente tal que los asteroides más abundantes detectados por el Hubble en el estudio tienen un tamaño de 0,5 kilómetros de diámetro.] Crédito: NASA, ESA, PG Martín (Universidad Autónoma de Madrid), E. Wheatley (STScI) |
Los asteroides atrapados se encuentran en su mayoría en el cinturón principal, que se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter. Su brillo se mide con las sensibles cámaras del Hubble, y comparar su brillo con su distancia permite estimar el tamaño. Los asteroides más débiles del estudio tienen aproximadamente una cuarenta millonésima parte del brillo de la estrella más débil que puede ser vista por el ojo humano.
“Las posiciones de los asteroides cambian con el tiempo, por lo que no es posible encontrarlos simplemente ingresando coordenadas, porque en diferentes momentos podrían no estar allí”, dijo Merín. “Como astrónomos no tenemos tiempo para revisar todas las imágenes de asteroides. Así que se nos ocurrió la idea de colaborar con más de 10.000 voluntarios de ciencia ciudadana para examinar los enormes archivos del Hubble”.
En 2019, un grupo internacional de astrónomos lanzó el Hubble Asteroid Hunter, un proyecto de ciencia ciudadana para identificar asteroides en los datos de archivo del Hubble. La iniciativa fue desarrollada por investigadores e ingenieros del Centro Europeo de Ciencia y Tecnología (ESTEC) y el centro de datos científicos del Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESDC), en colaboración con la plataforma Zooniverse, la plataforma de ciencia ciudadana más grande y popular del mundo, y Google.
A continuación, un total de 11.482 voluntarios de ciencia ciudadana, que proporcionaron casi dos millones de identificaciones, recibieron un conjunto de formación sobre un algoritmo automatizado para identificar asteroides basado en inteligencia artificial. Este enfoque pionero puede aplicarse eficazmente a otros conjuntos de datos.
A continuación, el proyecto explorará las rayas de asteroides previamente desconocidos para caracterizar sus órbitas y estudiar sus propiedades, como los períodos de rotación. Debido a que la mayoría de estas rayas de asteroides fueron capturadas por el Hubble hace muchos años, no es posible seguirlas ahora para determinar sus órbitas.
Los hallazgos se publican en la revista Astronomy and Astrophysics .
Más información
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.
Crédito de la imagen: NASA, ESA, PG Martín (Universidad Autónoma de Madrid), J. DePasquale (STScI). Reconocimiento: A. Filippenko (Universidad de California, Berkeley)
Enlaces
Contactos
Bethany Downer
Directora de Comunicaciones Científicas de la ESA/Hubble
Correo electrónico: Bethany.Downer@esahubble.org
Publicado en ESA/Hubble el 18 de abril del 2024, enlace publicación.
