Vatandaş Bilim Adamları ve Yapay Zeka Hubble ile Gizli Asteroitleri Ortaya Çıkardı

Derin Gökyüzüne Maruz Kalma, Göksel Arka Planda Hareket Eden Asteroide İlişkin Açıklayıcı Kanıtlar Sağlıyor

4 milyar yıldan fazla bir süre önce, Güneşimizin etrafındaki sekiz büyük gezegen, Güneş’i çevreleyen geniş bir toz ve gaz diskindeki kalıntıların süpürülmesiyle oluştu. Bu, gezegenin doğum süreci için ortaktır ve Hubble uzay teleskobu Yeni doğan yıldızları çevreleyen benzer diskleri optik olarak gören ilk kişi oldu ve güneş sisteminin oluşum yıllarına bir bakış sağladı. Şimdi, 4 milyar yıl sonra, gezegenin inşaat sahası hâlâ enkaz kalıntılarıyla dolu.

Asteroitler olarak adlandırılan bu antik uzay molozlarının çoğu, asteroitlerin yörüngeleri arasında bulunabilir. Mars Ve Jüpiter ana asteroit kuşağı içinde. Asteroit popülasyonunun sayımı devam ediyor. Hubble’ın benzersiz yetenekleri, onun bu görev için bir “asteroid avcısı” olarak kullanılmasına olanak tanıyor. Hubble görüntülerinde asteroitler kavisli yollar olarak görünüyor. İzler paralakstan kaynaklanıyor çünkü Hubble sabit değil, Dünya’nın yörüngesinde dönüyor. Bu, soluk asteroitlerin kavisli yörüngeler boyunca yüzdüğü yanılsamasını veriyor.

Uzun yıllara yayılan Hubble arşivleri, yörüngeleri boyunca ilerleyen asi asteroitleri yakalayan görüntülerle dolu. Amaçlanan hedefler bunlar değildi, bunun yerine arka plandaki yıldızlara ve galaksilere fotoğraf bombası atılmıştı. Bu asteroitleri bulmak bir nevi Waldo Nerede oyunu gibi. Bunun herhangi bir gökbilimci grubu için Büyük bir çaba olacağı kabul edildi, bu nedenle araştırmacılar, Hubble fotoğraflarını incelemek için gönüllü yurttaş bilim adamlarından oluşan küçük bir orduya güvendiler. Buldukları uygulandı makine öğrenme daha fazla asteroit kazmak için. Proje 1.701 asteroit izi belirledi. Asteroitlerin çoğu, Hubble’ın keskin çözünürlüğü ve ultraviyole ışığa duyarlılığı olmadan daha önce tespit edilemeyecek kadar küçük.

Çubuklu sarmal gökada UGC 12158’in Hubble Uzay Teleskobu’ndaki bu görüntüsü, birisinin üzerine beyaz bir kalem götürmüş gibi görünüyor. Gerçekte bu, Hubble’ın görüş alanından geçen ön plandaki bir asteroitin, galaksinin gözlemlenmesine foto bombalama etkisi yaparak zamana maruz kalmasının bir birleşimidir. Galaksinin çeşitli pozları alındı, kesikli desende bunun kanıtıdır. Asteroit paralaks nedeniyle kavisli bir iz gibi görünüyor: çünkü Hubble sabit değil, Dünya’nın yörüngesinde dönüyor ve bu, soluk asteroitin kavisli bir yörünge boyunca yüzdüğü yanılsamasını veriyor. Haritada bilinmeyen asteroit, güneş sistemimizdeki asteroit kuşağının içinde yer alıyor ve dolayısıyla Hubble’a arka plandaki galaksiden 10 trilyon kat daha yakın. Bu tür veriler, sıkıntı vermekten ziyade, güneş sistemimizdeki asteroit popülasyonunun sayımının yapılmasında gökbilimciler için faydalıdır. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, Pablo García Martín (UAM); Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI); Teşekkür: Alex Filippenko (UC Berkeley)

Hubble Uzay Teleskobu Küçük Ana Kuşak Asteroitlerini Avlamaya Gidiyor

Bir manzaraya dağılmış kayalar, kayalar ve çakıl taşları gibi asteroitler de çok çeşitli boyutlarda gelir. Uzaydaki asteroitleri kataloglamak zordur çünkü bunlar soluktur ve Güneş etrafındaki yörüngeleri boyunca hızla ilerlerken fotoğraflanmayı bırakmazlar.

Gökbilimciler yakın zamanda, NASAHubble Uzay Teleskobu, büyük ölçüde görülmeyen daha küçük asteroit popülasyonunu görsel olarak izlerine takacak. Hazine avı, 19 yıla yayılan 37.000 Hubble görüntüsünün incelenmesini gerektirdi. Kazanç, 1.031’i daha önce kataloglanmamış asteroitlerle birlikte 1.701 asteroit izi bulmaktı. Bu kataloglanmamış asteroitlerin yaklaşık 400’ünün boyutu 1 kilometrenin altındadır.

Bu grafik, izlerindeki çok küçük asteroitlerden oluşan büyük ölçüde görülmemiş bir popülasyonu tanımlamak için kullanılan Hubble Uzay Teleskobu arşiv verilerine dayanmaktadır. Asteroitler amaçlanan hedefler değildi; bunun yerine, Hubble görüntülerinde arka plandaki yıldızlara ve galaksilere fotoğraf bombası atılmıştı. Kapsamlı hazine avı, 19 yıla yayılan 37.000 Hubble görüntüsünün incelenmesini gerektirdi. Bu, “vatandaş bilimi” gönüllüleri ve yapay zeka algoritmaları kullanılarak gerçekleştirildi. Kazanç, daha önce tespit edilmemiş asteroitlerin 1.701 asteroit izini bulmaktı. Katkıda bulunanlar: Pablo García Martín (UAM), Elizabeth Wheatley (STScI)

Astronomide Vatandaş Bilimi ve Makine Öğrenimi

Dünyanın dört bir yanından “vatandaş bilim insanları” olarak bilinen gönüllüler, bu asteroit ödülünün belirlenmesine katkıda bulundu. Profesyonel bilim insanları, asteroitleri tanımlamak için gönüllülerin çabalarını makine öğrenme algoritmasıyla birleştirdi. Araştırmacılar, bunun, onlarca yıllık astronomi arşivlerinde asteroit bulma konusunda yeni bir yaklaşımı temsil ettiğini ve bunun diğer veri kümelerine etkili bir şekilde uygulanabileceğini söylüyor.

“Ana kuşak asteroitlerinin daha küçük popülasyonunu görmeye giderek daha da derinleşiyoruz. Bu kadar çok sayıda aday nesneyi gördüğümüze şaşırdık,” dedi İspanya Madrid Özerk Üniversitesi’nden baş yazar Pablo García Martín. “Bu popülasyonun var olduğuna dair bazı ipuçları vardı, ancak şimdi bunu Hubble arşivinin tamamını kullanarak elde edilen rastgele bir asteroit popülasyonu örneğiyle doğruluyoruz. Bu, güneş sistemimizin evrimsel modellerine dair içgörü sağlamak açısından önemlidir.”

Asteroit Evrimi Hakkında Bilgiler

Büyük, rastgele örnek, asteroit kuşağının oluşumu ve evrimi hakkında yeni bilgiler sunuyor. Çok sayıda küçük asteroit bulmak, bunların çarpışan ve parçalanan çömlekler gibi daha büyük asteroitlerin parçaları olduğu fikrini destekliyor. Bu milyarlarca yıla yayılan bir öğütme sürecidir.

Daha küçük parçaların varlığına ilişkin alternatif bir teori ise milyarlarca yıl önce bu şekilde oluşmuş olmalarıdır. Ancak Güneşimizin etrafındaki gezegeni oluşturan yıldız çevresi diskteki tozları toplayarak daha büyük boyutlara ulaşmalarını engelleyecek akla yatkın bir mekanizma yok. Madrid, İspanya’daki Avrupa Uzay Astronomi Merkezi’nden ortak yazar Bruno Merín, “Çarpışmalar, mevcut ana kuşak popülasyonunu test etmek için kullanabileceğimiz belirli bir imzaya sahip olacak” dedi.

Çubuklu sarmal gökada UGC 12158’in Hubble Uzay Teleskobu’ndaki bu görüntüsü, birisinin üzerine beyaz bir kalem götürmüş gibi görünüyor. Gerçekte bu, Hubble’ın görüş alanından geçen ön plandaki bir asteroitin, galaksinin gözlemlenmesine foto bombalama etkisi yaparak zamana maruz kalmasının bir birleşimidir. Galaksinin çeşitli pozları alındı, kesikli desende bunun kanıtıdır.
Asteroit paralaks nedeniyle kavisli bir iz gibi görünüyor: Hubble sabit değil, Dünya’nın yörüngesinde dönüyor ve bu, soluk asteroitin kavisli bir yörünge boyunca yüzdüğü yanılsamasını veriyor. Haritada bilinmeyen asteroit, güneş sistemimizdeki asteroit kuşağının içinde yer alıyor ve dolayısıyla Hubble’a arka plandaki galaksiden 10 trilyon kat daha yakın.
Bu tür veriler, sıkıntı vermekten ziyade, güneş sistemimizdeki asteroit popülasyonunun sayımının yapılmasında gökbilimciler için faydalıdır. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, Pablo García Martín (UAM)

Amatör Gökbilimciler Yapay Zekaya Asteroitleri Bulmayı Öğretiyor

Hubble’ın Dünya etrafındaki hızlı yörüngesi nedeniyle, Hubble pozlarındaki izlerinden dolaşan asteroitleri yakalayabilir. Dünya merkezli bir teleskoptan bakıldığında, bir asteroit resim boyunca bir çizgi bırakıyor. Asteroitler, Hubble fotoğraflarında şaşmaz, kavisli yollar olarak görünerek Hubble görüntülerini “fotobomb” haline getiriyor.

Hubble, Dünya’nın etrafında dolaşırken, kendi yörüngesi boyunca hareket eden bir asteroiti gözlemlerken bakış açısını da değiştiriyor. Gözlem sırasında Hubble’ın konumunu bilen ve çizgilerin eğriliğini ölçen bilim insanları, asteroitlere olan mesafeleri belirleyebiliyor ve yörüngelerinin şekillerini tahmin edebiliyor.

Takılan asteroitler çoğunlukla Mars ve Jüpiter’in yörüngeleri arasında yer alan ana kuşakta bulunuyor. Parlaklıkları Hubble’ın hassas kameraları tarafından ölçülüyor. Ve parlaklıklarını mesafeleriyle karşılaştırmak, boyut tahminine olanak tanır. Araştırmadaki en sönük asteroitler, insan gözünün görebileceği en sönük yıldızın parlaklığının kabaca kırk milyonda biri kadardır.

Merín, “Asteroit konumları zamanla değişiyor ve bu nedenle onları yalnızca koordinatları girerek bulamazsınız çünkü farklı zamanlarda orada olmayabilirler” dedi. “Gökbilimciler olarak tüm asteroit görüntülerine bakacak vaktimiz yok. Böylece dev Hubble arşivlerini incelemek için 10.000’den fazla yurttaş-bilim gönüllüsüyle işbirliği yapma fikri ortaya çıktı.”

Vatandaş Bilimi ve Gelecek Araştırmaları

2019’da uluslararası bir gökbilimci grubu, arşiv Hubble verilerindeki asteroitleri tanımlamaya yönelik bir vatandaş-bilim projesi olan Hubble Asteroit Avcısı’nı başlattı. Girişim, Avrupa Bilim ve Teknoloji Merkezi (ESTEC) ve Avrupa Uzay Astronomi Merkezi’nin bilim veri merkezindeki (ESDC) araştırmacılar ve mühendisler tarafından, dünyanın en büyük ve en popüler vatandaş-bilim platformu olan Zooniverse platformu ile işbirliği içinde geliştirildi. Google.

Yaklaşık 2 milyon kimlik sağlayan toplam 11.482 vatandaş-bilim gönüllüsüne daha sonra asteroitleri temel alarak otomatik bir algoritmaya yönelik bir eğitim seti verildi. yapay zeka. Bu öncü yaklaşım diğer veri kümelerine de etkili bir şekilde uygulanabilir.

Proje daha sonra önceden bilinmeyen asteroitlerin yörüngelerini karakterize etmek ve dönüş süreleri gibi özelliklerini incelemek için izlerini keşfedecek. Bu asteroit izlerinin çoğu Hubble tarafından yıllar önce yakalandığı için onları takip ederek yörüngelerini belirlemek artık mümkün değil.

Bulgular dergide yayınlandı Astronomi ve Astrofizik.

Referans: “Hubble Asteroit Avcısı – III. Yeni bulunan asteroitlerin fiziksel özellikleri”, Pablo García-Martín, Sandor Kruk, Marcel Popescu, Bruno Merín, Karl R. Stapelfeldt, Robin W. Evans, Benoit Carry ve Ross Thomson, 15 Mart 2024, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202346771

NASA ile ilgili vatandaşlık bilimi projelerine nasıl katılabileceğinizi öğrenmek için şu adresi ziyaret edin: https://science.nasa.gov/citizen-science/. Katılım ABD vatandaşları veya ABD’de ikamet edenler ile sınırlı olmayıp dünyanın her yerindeki herkese açıktır.

Hubble Uzay Teleskobu otuz yılı aşkın bir süredir faaliyet gösteriyor ve evrene ilişkin temel anlayışımızı şekillendiren çığır açıcı keşifler yapmaya devam ediyor. Hubble, NASA ve ESA arasındaki uluslararası işbirliğinin bir projesidir (Avrupa Uzay Ajansı). NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskop ve görev operasyonlarını yönetiyor. Merkezi Denver, Colorado’da bulunan Lockheed Martin Space, aynı zamanda Goddard’daki görev operasyonlarını da destekliyor. Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından işletilen Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), NASA için Hubble bilim operasyonlarını yürütmektedir.