Schlechte Astronomie | THOR-Programm beschleunigt die Suche nach erdnahen Asteroiden

Hinweis: Dieser Artikel wurde teilweise geschrieben, um Werbung zu machen Asteroidentag am 30. Juni, eine weltweite Anstrengung, das Bewusstsein für die Gefahren und die wissenschaftliche Bedeutung von Asteroiden zu schärfen. Es ist jedes Jahr am 30. Juni, dem Jahrestag des großen Tunguska-Einschlags von 1908, und die unten erwähnte B612 Foundation ist einer der Gründungspartner. Eigentlich sollte ich in Luxemburg – Asteroid Day HQ – sein, um einige Panels zu moderieren und über Asteroiden zu sprechen, aber ein Gesundheitsproblem (jetzt gelöst!) hielt mich davon ab, zu reisen. Trotzdem hoffe ich, dass Sie sich alle geplanten coolen Events ansehen, einschließlich Live-Streams mit Wissenschaftlern, Astronauten und anderen Experten. Sachen lernen und Spaß haben!

Die Suche nach erdnahen Asteroiden hat dank THOR gerade einen sehr großen Sprung gemacht.

Ja, anders THOR. Diese steht für Tracket-less Heliocentric Orbit Recovery und ist eine Methode, die nicht nur das Auffinden von Asteroiden enorm beschleunigt, sondern auch die Suche anhand alter, archivierter Bilder ermöglicht, unabhängig davon, wann sie aufgenommen wurden. Es ist schneller und können die riesige Datenbank mit Beobachtungen nutzen, die einfach online herumliegen. Also ja, das ist eine große Sache.

Asteroiden im Allgemeinen zu finden ist nicht schwer, es ist nur zeitaufwändig. Während sie die Sonne umkreisen, scheinen sie sich langsam über den Himmel zu bewegen. Sie verwenden also ein Teleskop, um ein Bild von einem einzelnen Punkt zu machen, warten eine kurze Zeit – normalerweise gehen Sie zu anderen Punkten am Himmel, um sie zu beobachten – und beobachten dann denselben Punkt erneut. Machen Sie es noch einmal, und jetzt haben Sie drei Bilder desselben Himmelsausschnitts.

Sterne bewegen sich nicht. Wenn Sie also die drei Bilder ausrichten, erscheinen alle Sterne an derselben Stelle, aber der Asteroid hat sich bewegt und bildet eine Linie aus drei Punkten. Dies ist die Spur seiner Bewegung über diese Zeit, daher wird diese kurze Linie a genannt Tracklet. Es kann ausreichen, die jahrhundertealten Bewegungsgleichungen zu verwenden, um eine vorhergesagte Umlaufbahn für das Objekt zu erstellen, und die Gleichung, die diese Umlaufbahn beschreibt, kann dann in die Zukunft oder Vergangenheit projiziert werden, um zu sehen, wo es am Himmel sein wird oder war; zukünftige Beobachtungen oder zuvor archivierte Beobachtungen können durchsucht werden, um zu sehen, ob es vorhanden ist, und die Umlaufbahn kann verfeinert werden.

In der Praxis ist es natürlich viel komplizierter, aber so wurde es mehr oder weniger gemacht. Ein Problem besteht darin, dass dieses Verfahren sehr rechenzeitintensiv und nicht sehr effizient ist. Ein weiterer Grund ist, dass Asteroiden sich nicht immer in geraden Linien zu bewegen scheinen; Die Bewegung der Erde um die Sonne – oder die Bewegung eines umlaufenden Observatoriums um die Erde – kann diese Linien wackeln lassen, wodurch es schwieriger wird, Asteroiden zu erkennen. Wenn in den nächsten Jahren riesige Umfragen online gehen, werden sie Millionen von Asteroiden (!!) finden, und diese Methode wird sich beim Versuch, sie alle aufzuspüren, verzetteln.

Geben Sie THOR ein [link to paper], ein vom Asteroid Institute entwickeltes Projekt, ein Projekt der B612 Foundation. Die Idee hier ist nicht, die Asteroiden selbst zu verfolgen, sondern theoretische Testumlaufbahnen für einen Asteroiden zu erstellen, was etwas rückwärts von der üblichen Vorgehensweise ist. Eine Testumlaufbahn ist wirklich nur die Gleichung für eine erfundene Umlaufbahn, sagen wir eine kreisförmige mit einer Entfernung von 300 Millionen km von der Sonne bei einer bestimmten Neigung und Ausrichtung. Dies erzeugt eine Reihe von Zahlen, die als bezeichnet werden orbitale Parameterund sie definieren wiederum eine Gleichung, die danach gelöst werden kann, wo sich ein Asteroid zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet.

Diese Testumlaufbahn wird dann vorwärts oder rückwärts auf die Zeiten der anderen Beobachtungen projiziert, die dann nach Objekten gesucht werden, die sich in der Nähe dieses Pfades befinden. Algorithmen für diese Art von Suche sind weit verbreitet und neigen dazu, ziemlich schnell zu sein.

Diese Methode hat mehrere Vorteile – das Asteroid Institute hat eine gute FAQ, um all dies zu erklären – aber einer, der wirklich auffällt, ist, dass es nicht unbedingt Beobachtungen braucht, die zeitlich und in einer bestimmten Kadenz eng beieinander liegen, um zu funktionieren. Die Position eines potenziellen Asteroiden auf einer Testumlaufbahn kann für den Zeitpunkt einer beliebigen Beobachtung von jedem Observatorium aus berechnet werden. Da wir wissen, wann eine Beobachtung gemacht wurde und wo am Himmel sie aufgenommen wurde, ist es möglich zu sehen, ob der potenzielle Asteroid zu dieser Zeit in dieser Beobachtung war, selbst wenn sie vor Wochen oder länger aufgenommen wurde.

Das ist extrem mächtig. Es gibt viele – a viel – von astronomischen Beobachtungen, die in Datenbanken gespeichert sind, und tatsächlich hat das Team, das den Algorithmus entwickelt hat, ihn an echten Daten getestet. Sie nutzten zweiwöchige Beobachtungen von der Zwicky Transient Facility, einer riesigen Himmelsdurchmusterung, um nach potenziellen Asteroiden zu suchen, und konnten mehr als 97 % der zuvor bekannten Asteroiden, die in den Daten auftauchten, bergen! Beeindruckend.

Sie verwendeten auch Daten aus dem NOIRLab Source-Katalog, einer riesigen Datenbank für astronomische Beobachtungen, und untersuchten die Beobachtungen eines Monats. Sie fanden 104 neue Asteroiden in den Daten, die vom Minor Planet Center bestätigt wurden. So kann es sowohl bekannte als auch neue Asteroiden finden. Das ist wichtig, weil neue Beobachtungen Tausende von Warnungen über potenzielle Asteroiden auslösen können; Wenn diese schnell nach bekannten Asteroiden aussortiert werden können, spart das genau dort viel Zeit.

THOR kann Asteroiden schnell und über unterschiedliche Beobachtungen hinweg herausarbeiten und alte Bilder verwenden, um auch die Umlaufbahnen wirklich festzunageln. Wenn diese neuen großen Umfragen online gehen, sieht es so aus, als ob THOR unglaublich nützlich sein wird, um viele der Asteroiden zu finden, von denen erwartet wird, dass sie entdeckt werden – so etwas wie 6 Millionen im nächsten Jahrzehnt.

Das sind viele Steine. Zu wissen, wo sie sind und, was noch wichtiger ist, wo sie sein werden, ist offensichtlich ziemlich wichtig, also bin ich dafür.

Hinweis: Wenn Sie ein Code-Nerd sind, finden Sie THOR auf GitHub.