Астрономы случайно обнаружили множество новых астероидов между Марсом и Юпитером

Звучит невероятно, но на сегодняшний день астрономы открыли и каталогизировали более 1 300 000 астероидов. Впрочем, это число можно запросто умножить на два или даже на три. Многие из небесных камней слишком малы или находятся чересчур далеко, чтобы быть обнаруженными.


Во всяком случае, так считалось до самого последнего времени. Но совсем недавно астрономы Массачусетского технологического института, изучая архивы снимков, сделанных космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST), неожиданно для самих себя совершили потрясающее открытие. Исследователи обнаружили огромное количество неизвестных астероидов, которые находятся в поясе между Марсом и Юпитером.

Малый не значит неопасный

По космическим меркам только что открытые объекты невелики. Габариты их варьируются от автобуса до размеров двух-трех стадионов. Разумеется, им далеко до монстров, которые когда-то устроили глобальный армагеддон динозаврам, но их разрушительная мощь все равно впечатляет.

Например, всего десять лет назад небольшой астероид, едва достигавший пары десятков метров в размерах, в прямом смысле потряс мир, взорвавшись над Челябинском. Его взрыв был в 30 раз мощнее атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму!



Если разобраться, то эти карлики, которых астрономы называют декаметровыми из-за длины волн, используемой для исследования таких объектов, более опасны, чем большие астероиды. Дело в том, что они сталкиваются с Землей в 10 000 раз чаще, но из-за небольшого размера их крайне сложно вовремя заметить.

Надо сказать, что за последние годы астрофизики очень продвинулись в поиске таких небольших объектов. Например, Жюльен де Вит, доцент кафедры планетологии Массачусетского технологического института, вместе с коллегами работает над сложным, но эффективным способом обнаружения астероидов, пролетающих на фоне далеких звезд. Для этого ученые используют кадры, полученные с космических телескопов. Следует отметить, что этот метод крайне затратен в плане вычислительных ресурсов.

Исследователи применили эту технологию к тысячам фотографий, произведенных телескопом JWST во время изучения системы TRAPPIST-1. Эта планетная система находится всего в 40 световых годах от Земли и является одной из наиболее изученных астрономами.

«Улов» оказался неожиданно большим: кроме восьми уже известных астероидов, ученые засекли 138 новых тел размером около 10 м. Все замеченные объекты находятся в главном поясе астероидов.

Интересный факт: шесть из этих космических камней, вероятно, изменили первоначальную траекторию под воздействием гравитации соседних планет. Теперь они движутся по орбитам, которые могут привести их достаточно близко к Земле. Научная статья, посвященная этому открытию, была опубликована в авторитетном научном журнале Nature 9 декабря 2024 года.


— де Вит.

Быстрее, чем армия астрономов

Как же вычисляли эти малые объекты? Сначала планетологи взяли массив фотографий, которые JWST наснимал в течение 93 часов. Но на этих снимках есть не только интересные исследователям объекты, но и много цифрового шума в виде случайных точек и пятен.

Чтобы найти нужные астероиды среди этого шума, ученые применили специальные компьютеры с мощными видеокартами (GPU), которые могут очень быстро обрабатывать большие объемы информации. GPU позволили рассчитать большинство возможных вариантов, даже если астрономы не знали, где точно находятся астероиды. Такой метод называется слепым поиском. Он означает перебор всех вариантов, пока не найдет нужный. Разумеется, мощный компьютер сделает это в тысячи раз быстрее, чем целая армия астрономов.

Когда находились следы астероидов, планетологи соединяли фотографии вместе, чтобы получить более четкое изображение. Такой метод помогает увидеть даже те объекты, которые трудно заметить на одной отдельной фотографии.




— Артем Бурданов, астрофизик, руководитель исследования, Массачусетский технологический институт.

2,4 миллиона новых астероидов

Эти объекты образовались после столкновения крупных астероидов. Они настолько малы и так плохо отражают солнечный свет, что их практически не видят обычные телескопы. Однако JWST оказался идеален для поиска таких карликов. Его инфракрасные камеры крайне чувствительны к тепловому излучению астероидов, которое гораздо ярче, чем слабый солнечный свет, отраженный от поверхности космических камней.

В ближайшем будущем телескоп «Джеймс Уэбб» потратит порядка 500 часов на наблюдения за далекими звездами. Поэтому астрофизики рассчитывают открыть тысячи декаметровых астероидов.



И это только начало. С осени будущего года заработает обсерватория Веры Рубин в Чили. Она будет использовать огромную цифровую камеру, чтобы снимать небо каждую ночь. Каждый кадр будет охватывать площадь, равную 40 полным лунам. Ожидается, что уже через полгода обнаружится порядка 2,4 миллиона новых астероидов. А это почти в два раза больше, чем известно на сегодняшний день.