Для поиска PHA используются специализированные телескопические системы, такие как финансируемый НАСА обзор ATLAS (от англ. Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), который ведется командой из Института астрономии Гавайского университета. Принцип работы таких систем заключается в том, что они делают снимки определенных участков неба не менее четырех раз за ночь и сравнивают их между собой. Если на снимках замечается точка света, движущаяся по прямой линии без изменений яркости или цвета, то это может быть астероид. Таким образом было обнаружено около 2350 PHA, но ученые оценивают, что еще столько же ждут своего открытия.
В ближайшее время в охоту за астероидами вступит новый игрок — обсерватория Веры С. Рубин в Чили, которая начнет свои наблюдения в начале 2025 года. Обсерватория, финансируемая в основном Национальным научным фондом США и Министерством энергетики США, будет сканировать небо с невиданной скоростью, используя 8,4-метровое зеркало и мощную камеру с разрешением 3200 мегапикселей. Она будет фиксировать точки на небе два раза за ночь, вместо четырех, как делают современные телескопы. Это позволит значительно увеличить темп открытия PHA.
Однако для обработки огромного количества данных, которые будет собирать обсерватория Рубин, потребуется новый алгоритм, способный выявлять астероиды с меньшим количеством и более разреженных наблюдений, чем требуются сегодняшним методам. Такой алгоритм, названный HelioLinc3D, был разработан учеными из Института DiRAC при Университете Вашингтона. Он уже прошел успешное испытание на данных от обзора ATLAS и показал свою способность обнаруживать PHA даже в сложных условиях.
Во время тестового запуска алгоритма 18 июля 2023 года он смог объединить фрагменты данных от ATLAS за четыре ночи наблюдений и идентифицировать астероид, который ранее остался незамеченным. Астероид, получивший обозначение 2022 SF289 и описанный в электронном циркуляре Малых планет, имеет размер около 180 метров. Это достаточно большой объект, чтобы вызвать широкомасштабные разрушения на Земле в случае столкновения. Счастливо для нас, прогнозы орбиты 2022 SF289 показывают, что он не приблизится к Земле ближе чем на 220 тысяч километров. Тем не менее, этот космический камень подпадает под определение PHA из-за своего размера и возможности подойти к нашей планете на расстояние менее 8 миллионов километров.
Изображения обнаружения из исследования ATLAS, на которых 2022 SF289 виден в красных прямоугольниках.
Астрономы пропустили 2022 SF289 в своих данных потому, что астероид проходил перед яркими звездными полями Млечного Пути. Это создавало своего рода космическую маскировку и затрудняло сбор нескольких наблюдений за одну ночь, что является типичным способом обнаружения астероидов. В отличие от этого метода, HelioLinc3D смог склеить данные наблюдений разных ночей и отследить астероид.
Любая обсерватория будет иметь трудности с обнаружением объектов типа 2022 SF289, которые находятся на пределе его чувствительности, но HelioLinc3D показывает, что возможно восстановить эти слабые объекты, если они видны в течение нескольких ночей
— Ларри Денно, ведущий астроном обзора ATLAS из Гавайского университета.
HelioLinc3D работает по другому принципу, чем традиционные методы поиска астероидов. Он не ищет движущиеся точки света на снимках, а пытается восстановить орбиту астероида по его положению в разные моменты времени. Для этого он использует сложные математические модели и вычисления, которые учитывают не только геометрию наблюдений, но и физические свойства астероида, такие как его размер, форма, вращение и отражательная способность. Это позволяет ему определить, является ли наблюдаемый объект астероидом или нет, а также оценить его потенциальную опасность для Земли.
HelioLinc3D — это новый подход к обнаружению астероидов, который использует больше информации о каждом объекте, чем просто его движение по небу. Это делает его более мощным и надежным инструментом для защиты нашей планеты от столкновения с астероидами
— доктор Ари Хайнце, главный разработчик HelioLinc3D и исследователь из Института DiRAC.
HelioLinc3D будет использоваться для анализа данных от обсерватории Рубин, которая будет проводить 10-летний обзор неба под названием Legacy Survey of Space and Time (LSST). Этот обзор покроет около 40 миллиардов объектов в нашей Галактике и за ее пределами, включая миллионы околоземных астероидов. Ожидается, что LSST обнаружит около 65% всех PHA размером более 140 метров и около 90% всех PHA размером более 300 метров. Это поможет ученым составить более полный каталог PHA и лучше понять их свойства, происхождение и эволюцию.
Обсерватория Рубин будет революционным проектом для астрономии в целом и для поиска PHA в частности. Она даст нам возможность открыть больше астероидов, чем когда-либо раньше, и изучить их с невиданной ранее детализацией. HelioLinc3D — это ключевой элемент этого процесса, который позволит нам максимально эффективно использовать данные от Рубин
— доктор Джоаким Мойенс, руководитель группы по обработке данных LSST в Институте DiRAC.
Пока обсерватория Рубин готовится к началу своей работы, HelioLinc3D продолжает тестироваться на данных от других обзоров, таких как ATLAS или ZTF (от англ. Zwicky Transient Facility). Ученые надеются, что алгоритм поможет им обнаружить еще больше PHA и повысить уровень безопасности Земли от космических угроз.
