Tesoro de asteroides en el archivo del Hubble

Los datos del telescopio espacial contienen rastros de muchos cuerpos celestes desconocidos

A través de una combinación sofisticada de inteligencia humana y artificial, los astrónomos han descubierto 1.701 nuevas trayectorias de asteroides en los datos de archivo del Telescopio Espacial Hubble durante los últimos 20 años. Si bien alrededor de un tercio puede identificarse y atribuirse a objetos conocidos, más de 1000 huellas probablemente correspondan a asteroides previamente desconocidos. Estos asteroides no identificados son débiles y probablemente más pequeños que los asteroides descubiertos en estudios terrestres. Pueden dar a los astrónomos pistas valiosas sobre las condiciones en el sistema solar primitivo, cuando se formaron los planetas.

Perfil de movimiento cósmico: En esta observación del Hubble del 5 de diciembre de 2005, el asteroide del cinturón principal 2001 SE101 pasa frente a la Nebulosa del Cangrejo.

© NASA/ESA HST, procesamiento de imágenes: Melina Thévenot

Perfil de movimiento cósmico: En esta observación del Hubble del 5 de diciembre de 2005, el asteroide del cinturón principal 2001 SE101 pasa frente a la Nebulosa del Cangrejo.

© NASA/ESA HST, procesamiento de imágenes: Melina Thévenot

En junio de 2019, en el Día Mundial de los Asteroides, un grupo internacional de astrónomos lanzó Cazador de asteroides Hubbleque es un proyecto científico para los ciudadanos sobre Mundo animal un programa. Su objetivo: identificar visualmente los asteroides en los datos de archivo del telescopio espacial Hubble.

«El desperdicio de un astrónomo podría ser el tesoro de otro astrónomo», dice Sandor Kroc, ahora en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, quien dirigió el estudio. La mayoría de los datos solicitados en otras campañas de monitoreo se eliminan automáticamente como ruido. «La cantidad de datos en los archivos de astronomía está creciendo exponencialmente y queríamos aprovechar esta increíble información». Tomadas entre el 30 de abril de 2002 y el 14 de marzo de 2021 con las cámaras ACS y WFC3 a bordo del telescopio espacial Hubble, los astrónomos han identificado más de 37 000 imágenes compuestas dirigidas a través del cielo. Con un tiempo de observación típico de media hora, las huellas de asteroides deberían aparecer como líneas en estas imágenes.

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«Debido a la propia órbita y movimiento del Hubble, las líneas aparecen curvas en las imágenes, lo que dificulta clasificar las huellas de asteroides, o más bien dificulta decirle a una computadora cómo detectarlas automáticamente», explica Sandor Kroc. «Así que necesitábamos voluntarios para realizar una clasificación inicial, que luego usamos para entrenar el algoritmo de aprendizaje automático». En números: hubo 2 millones de clics en la página web de Hubble Asteroid Hunter y 11 482 voluntarios proporcionaron 1488 calificaciones positivas en aproximadamente el 1 % de las imágenes. Los astrónomos han utilizado estas clasificaciones de científicos ciudadanos para entrenar un algoritmo de aprendizaje automático automatizado en Google Cloud, para buscar pistas de asteroides adicionales en los datos de archivo restantes. Esto condujo al descubrimiento de 900 nuevamente y un total de 2487 posibles trayectorias de asteroides en los datos del archivo Hubble.

Precious Mosaic: esta imagen consta de 16 conjuntos de datos diferentes del telescopio espacial Hubble estudiados como parte del proyecto de ciencia ciudadana Asteroid Hunter.  Se asignaron colores a cada uno de estos conjuntos de datos en función de la cronología de las exposiciones, con tonos azules que representan la primera exposición en la que se capturó el asteroide y tonos rojos que representan la última.

Precious Mosaic: esta imagen consta de 16 conjuntos de datos diferentes del telescopio espacial Hubble estudiados como parte del proyecto de ciencia ciudadana Asteroid Hunter. Se asignaron colores a cada uno de estos conjuntos de datos en función de la cronología de las exposiciones, con tonos azules que representan la primera exposición en la que se capturó el asteroide y tonos rojos que representan la última.

© ESA/Hubble & NASA, S. Kruk (ESA/ESTEC), Equipo de ciencia ciudadana Cazador de asteroides Hubble, M. Zamani (ESA/Hubble)

Precious Mosaic: esta imagen consta de 16 conjuntos de datos diferentes del telescopio espacial Hubble estudiados como parte del proyecto de ciencia ciudadana Asteroid Hunter. Se asignaron colores a cada uno de estos conjuntos de datos en función de la cronología de las exposiciones, con tonos azules que representan la primera exposición en la que se capturó el asteroide y tonos rojos que representan la última.

© ESA/Hubble & NASA, S. Kruk (ESA/ESTEC), Equipo de ciencia ciudadana Cazador de asteroides Hubble, M. Zamani (ESA/Hubble)

Tres autores, Sander Kroc, Pablo García Martín de la Universidad Autónoma de Madrid y Marcel Popescu del Instituto Astronómico de la Academia Romana, examinaron estas trayectorias, excluyendo los rayos cósmicos y otros objetos, dando como resultado un conjunto de datos final de 1.701 trayectorias encontradas en 1.316 imágenes del Hubble. De estos, alrededor de un tercio pueden identificarse como asteroides conocidos en Minor Planet Center, la base de datos más grande de objetos del sistema solar, dejando 1.031 pistas desconocidas.

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La identificación positiva como un asteroide (con una órbita conocida) requerirá más observaciones, pero la muestra ya parece muy interesante: estos objetos son sistemáticamente mucho más débiles y, por lo tanto, probablemente más pequeños que los asteroides típicos detectados desde la Tierra, con la misma velocidad y distribución en la Tierra. . El cielo es conocido por los asteroides que se sabe que están en el cinturón principal. En el trabajo de seguimiento, los astrónomos utilizarán las formas curvas de las trayectorias impresas por el Hubble para determinar la distancia a los asteroides y estudiar sus órbitas.

«Los asteroides son restos de la formación de nuestro sistema solar, lo que significa que podemos aprender más sobre las condiciones en las que nacieron nuestros planetas», explica Sandor Kroc. Pero también ha habido otros descubrimientos fortuitos en las fotos de archivo, que estamos investigando actualmente. Usar tal combinación de inteligencia humana y artificial para buscar cantidades masivas de datos es un gran cambio de juego y también usaremos estas tecnologías en otras encuestas futuras, como el Telescopio Euclid”, agrega René Lorrig, científico del proyecto en EUCLID y coautor de este estudio: aunque está diseñado para obtener imágenes de galaxias, se estima que Euclid detecta 150,000 objetos en nuestro sistema solar».

AEH/HOR

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