6月 26, 2022

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明白な視界に隠れている致命的な小惑星。 新しいツールは彼らの発見に役立ちます。

エド・ローは、地球を致命的な小惑星から救いたいと考えています。

または、少なくとも、大きなスペースロックがやってくる場合、応用物理学の博士号を取得した元NASA宇宙飛行士のルー博士は、それが私たちに当たる前にそれを見つけたいと考えています。 。 それを使うために

火曜日に、Lu博士が発見を支援した非営利団体であるB612財団は、100を超える小惑星の発見を発表しました。 (施設の名前は、アントワーヌドサンテグジュペリの子供向けの本「星の王子さま」を指しています。B612はキャラクターの主な小惑星です。)

これ自体は目立ちません。 新しい小惑星は、世界中のスカイウォッチャーによって常に報告されています。 これには、裏庭の望遠鏡を持っている愛好家や、夜空を体系的に調査するロボット調査が含まれます。

驚くべきことに、B612は新しい望遠鏡を構築したり、既存の望遠鏡で新しい観測を行ったりしませんでした。 代わりに、B612の資金提供を受けた研究者は、高度な計算機能を何年も前の画像に適用しました。そのうちの412,000は、国立赤外線光学天文学研究所(NOIRLab)のデジタルアーカイブにあり、680億ポイントの宇宙光から小惑星をふるいにかけました。 写真に写っている。

これは天文学の現代的な方法です、” ルー博士は言った。

検索はに追加します NASAおよび他の組織による「惑星防衛」の取り組み 世界中で。

今日、少なくとも直径460フィートの地球近くの25,000個の小惑星のうち、約40パーセントしか発見されていません。 残りの60パーセント(それぞれが地球との衝突で数億トンのTNTに相当するエネルギーを放出する可能性がある約15,000の宇宙岩)は、未発見のままです。

B612は、ワシントン大学の大学院生であるJoachim Moeyensと、天文学の教授である博士課程の顧問であるMarioJuricと協力しました。 大学の天体物理学と宇宙論のデータ集約型研究所の彼らと同僚は、天体画像を調べて、どの光点が小惑星であるかを判断するだけでなく、異なる夜に撮影された画像のどの光点を確認できるアルゴリズムを開発しました。実際には同じ小惑星です。

基本的に、研究者は実際に見られたが観察されなかったものを検出する方法を開発しました。

通常、小惑星は、空の同じ部分が1晩に複数回撮影されたときに発見されます。 夜空のパッチには、多くの光点が含まれています。 遠方の星と銀河は同じ順序のままです。 しかし、太陽系内のはるかに近いオブジェクトはすばやく移動し、その位置は夜の間に変化します。

天文学者は、ある夜の単一の動く物体の一連の観測を「追跡」と呼びます。 トラッカーはオブジェクトの動きを示し、天文学者を別の夜を探している場所に導きます。 同じオブジェクトの古い写真を検索することもできます。

体系的な小惑星探索の一部ではない多くの天文観測は、必然的に小惑星を記録しますが、小さな経路をつなぎ合わせるために必要な複数の観測ではなく、単一の時間と場所でのみ記録されます。

たとえば、NOIRLabの画像は、宇宙の銀河の分布をマッピングするための夜空のほぼ8分の1の調査の一環として、主にチリのビクターM.ブランコ4メートル望遠鏡によって撮影されました。

余分な光のスポットは、天文学者が研究していたものではなかったため、無視されました。 「それは空のただのランダムな写真の中のただのランダムなデータです」とLu博士は言いました。

しかし、Moeyens氏とJuric博士にとって、星や銀河ではない単一の光点は、彼らがトラックレットなしの地動説軌道回復(THOR)と呼んだアルゴリズムの出発点です。

重力の法則は小惑星の動きを制御します。 THORは、特定の距離と速度を想定して、観測された光の点に対応するテスト軌道を作成します。 次に、小惑星が次の夜と前の夜のどこにあったかを計算します。 データに光の点が表示されている場合、それは同じ小惑星である可能性があります。 アルゴリズムが数週間以内に5つまたは6つの観測をつなぎ合わせることができれば、それは小惑星を発見するための有望な候補です。

原則として、調べることができるテスト軌道は無数にありますが、これを計算するのが非現実的である必要はありません。 実際には、小惑星は特定の軌道の周りに集まっているため、アルゴリズムは、慎重に選択された数千の可能性を考慮するだけで済みます。

ただし、数千の潜在的な小惑星の数千のテスト軌道を計算することは、数値を解読するための困難な作業です。 しかし、クラウドコンピューティング(インターネット上に分散された大規模なコンピューティングパワーとデータストレージ)の出現により、これが可能になります。 Googleは、GoogleCloudプラットフォームでこの取り組みに時間を費やしました。

「これは私が見た中で最もクールなアプリの1つです」とGoogleの応用人工知能のディレクターであるスコットベンバーシーは述べています。

これまでのところ、科学者はNOIRLabアーカイブから、2013年9月の1か月間のデータの約8分の1を調べてきました。 THORは1,354個の潜在的な小惑星を生成しました。 それらのいくつかは、国際天文学連合の小惑星センターによって維持されている小惑星カタログにすでに含まれていました。 それらのいくつかは以前に観察されましたが、たった一晩の間、そして小さな道は自信を持って軌道を決定するのに十分ではありませんでした。

小惑星センターは、これまでに104個の天体が新しい発見であることを確認しています。 NOIRLabアーカイブには7年間のデータが含まれており、発見されるのを待っている小惑星が何万もあることを示しています。

「かっこいいと思いますそしてそのTHORの開発に関与していなかった小惑星センターの所長であるマシューペインは言った。 「これは非常に興味深いことであり、既存のアーカイブデータを有効に活用することもできると思います。。 「」

アルゴリズムは現在、火星と木星の間の軌道を持つ主な小惑星帯のみを検出するように構成されており、地球近傍小惑星ではなく、私たちの惑星と衝突する可能性があります。 地球近傍小惑星はより速く移動しているため、それらを認識することはより困難です。 同じ小惑星の異なる観測は時間と距離で分離することができ、アルゴリズムは接続を確立するためにより多くの数の計算を行う必要があります。

「それは確かに成功するだろう」とMoen氏は言った。 「そうしない理由はありません。私は実際にそれを試す機会がありませんでした。」

THORには、古いデータから新しい小惑星を発見する機能があるだけでなく、将来の観測も変える可能性があります。 たとえば、 ヴェラCロビン天文台以前は大型ユニバーサルサーベイ望遠鏡として知られていたが、現在チリで建設中です。

国立科学財団の資金提供を受けているルービン天文台は、8.4メートルの望遠鏡で、夜空を頻繁にスキャンして時間の経過に伴う変化を追跡します。

天文台の使命の一部は、宇宙の大規模構造を研究し、超新星としても知られる遠方の超新星を特定することです。 家の近くでは、太陽系を周回している1つの惑星よりも小さい多数の物体も発見されます。

数年前、一部の科学者は、ルービン望遠鏡の観測パターンを変更して、より多くの小惑星の衝突を特定し、より危険であるが発見されていない小惑星をより迅速に特定できるようにすることを提案しました。 しかし、この変化は他の天文学研究を遅らせたでしょう。

THORアルゴリズムがルービンのデータでうまく機能することが証明された場合、望遠鏡は1晩に2回空の同じ部分をスキャンする必要がなく、代わりに2倍の領域をカバーできます。

「これは原則として革命的であるか、少なくとも非常に重要である可能性があります」と、望遠鏡のディレクターであり、THORを説明し、観測に対してテストする科学論文の著者であるZeljkoIvezicは述べています。

望遠鏡が4泊ごとではなく、2泊ごとに空の同じ場所に戻ることができれば、超新星の探索など、他の研究に役立つ可能性があります。

「これは、小惑星とは何の関係もないアルゴリズムの別の効果だろう」とエベゼック博士は言った。 「それは、風景がどのように変化しているかを非常によく示しています。ソフトウェアは、20年または30年前には夢にも思わなかったことができるようになったため、科学のエコシステムは変化しています。」。 「」

ルー博士にとって、THORは彼が10年前に持っていたのと同じ目標を達成するための異なる方法を提供します。

当時、B612は野心的ではるかに高価なプロジェクトを目指していました。 非営利団体は、Sentinelと呼ばれる独自の宇宙望遠鏡を構築、起動、運用することでした。

当時、Lu博士とB612の他のリーダーたちは、危険な宇宙の岩を探すペースが遅いことに不満を感じていました。 2005年、議会はNASAに対し、2020年までに直径460フィート以上の地球近傍小惑星の90%を特定して追跡することを義務付けました。しかし、立法者はNASAが仕事を遂行するために必要な資金を提供せず、期限は半分以下で過ぎました。発見されています。それらの小惑星。

特にNASAが小惑星を検出するために独自の宇宙望遠鏡を構築することを検討していたため、Sentinelに加入するために民間のドナーから4億5000万ドルを調達することはB612にとって困難でした。

国立科学財団がルービン天文台にゴーサインを出したとき、B612はその計画を再評価しました。 「私たちはすぐに振り返って、 『私たちが解決しようとしている問題を解決するための異なるアプローチは何ですか?』と言うことができます」とルー博士は言いました。 「」

ルービン天文台は、約1年で最初の試験観測を行い、約2年で運用を開始する予定です。 Evcic博士は、10年間のルービンの観測と、他の小惑星の探索を組み合わせることで、議会の90パーセントの目標を達成できると述べました。

NASAも惑星防衛努力を加速しています。 NEOサーベイヤーと呼ばれる小惑星望遠鏡は、初期設計段階にあり、2026年の打ち上げを目指しています。

今年の後半に、ダブルアステロイドリダイレクションテストミッションは、小さな小惑星に発射体を発射し、小惑星の経路がどれだけ変化したかを測定します。 中国の国立宇宙機関も同様の使命に取り組んでいます。

B612の場合、5億ドル近くかかる望遠鏡プロジェクトをめちゃくちゃにするのではなく、THORのようなより安価な研究努力に貢献することができます。 先週、小惑星科学用のクラウドコンピューティングツールのさらなる作業に資金を提供するために130万ドルの贈り物を受け取ったと発表しました。 財団はまた、他のドナーから最大100万ドルに相当するティトーズハンドメイドウォッカからの助成金を受け取りました。

B612とルー博士は今、世界を救おうとしているだけではありません。 「ウォッカが小惑星とどのように関係しているかについてのささいな質問に答えます。」 彼は言った。

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