Vor zwei Jahren hat sich ein Forscherteam, das sich der Suche nach Killer-Asteroiden widmet, bevor sie uns töten, einen tollen Trick ausgedacht.
Anstatt den Himmel mit Teleskopen nach Asteroiden abzusuchen, haben Wissenschaftler einen Algorithmus geschrieben, der alte Bilder des Nachthimmels durchsucht und etwa 100 Asteroiden entdeckt, die in diesen Bildern übersehen wurden.
Am Dienstag enthüllten diese Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit dem Asteroid Institute und der University of Washington eine noch größere Belohnung: 27.500 neu identifizierte Objekte im Sonnensystem.
Das ist mehr, als alle Teleskope der Welt im vergangenen Jahr entdeckten.
„Dies ist eine radikale Veränderung“ in der Art und Weise, wie astronomische Forschung durchgeführt wird, sagte Ed Lu, Geschäftsführer des Instituts, das Teil der B612 Foundation ist, einer gemeinnützigen Gruppe, an deren Gründung Dr. Lu mitgewirkt hat.
Zu den Entdeckungen gehören etwa 100 erdnahe Asteroiden, bei denen es sich um Weltraumgestein handelt, das innerhalb der Erdumlaufbahn vorbeizieht. Keiner dieser 100 Planeten scheint sich in absehbarer Zeit auf Kollisionskurs mit der Erde zu befinden. Der Algorithmus könnte jedoch ein Schlüsselinstrument bei der Erkennung potenziell gefährlicher Asteroiden sein, und die Forschung unterstützt die Bemühungen der NASA und anderer Organisationen auf der ganzen Welt zur „Planetenverteidigung“.
Die meisten vom Institut identifizierten Weltraumgesteine befinden sich im Hauptasteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter. Andere, sogenannte Trojaner, sind in der Umlaufbahn des Jupiter gefangen. Die Forschung fand auch einige sehr weit entfernte kleine Welten, sogenannte Kuipergürtel-Objekte, jenseits der Umlaufbahn von Neptun.
„Hier gibt es jede Menge großartige Wissenschaft.“ Gesammelt.
In der Vergangenheit haben Astronomen neue Planeten, Asteroiden, Kometen und Kuipergürtel-Objekte entdeckt, indem sie denselben Himmelsbereich mehrmals in einer einzigen Nacht fotografierten. Das Muster der Sterne und entfernten Galaxien bleibt unverändert. Aber viel nähere Objekte innerhalb des Sonnensystems bewegen sich innerhalb weniger Stunden merklich.
Mehrere Beobachtungen eines sich bewegenden Objekts, einer sogenannten „Spur“, zeichnen seinen Weg auf und liefern genügend Informationen, um Astronomen eine gute Vorstellung davon zu geben, wo sie in einer anderen Nacht suchen und seine Umlaufbahn bestimmen sollten.
Andere astronomische Beobachtungen umfassen zwangsläufig Asteroiden, jedoch nur zu einem bestimmten Zeitpunkt und an einem bestimmten Ort, nicht die mehreren Beobachtungen, die erforderlich sind, um eine Spur zusammenzusetzen.
Die 412.000 Bilder im digitalen Archiv des National Infrarot Optical Astronomy Research Laboratory (NOIRLab) enthalten etwa 1,7 Milliarden Lichtpunkte, die in nur einem Bild erscheinen.
Der in der aktuellen Forschung verwendete Algorithmus, bekannt als Tracklet-less Heliocentric Orbit Recovery (THOR), ist in der Lage, einen Lichtpunkt, der in einem Bild erscheint, mit einem anderen Lichtpunkt in einem anderen Bild, das in einer anderen Nacht aufgenommen wurde, zu korrelieren – manchmal mit ein anderes Teleskop – und entdecken Sie, dass diese beiden … Die beiden Punkte sind tatsächlich dasselbe Objekt, normalerweise ein Asteroid, der seine Position geändert hat, während er die Sonne umkreist.
Die Bestimmung des THOR von Asteroidenkandidaten aus unterschiedlichen Bildern ist eine gewaltige Rechenaufgabe, die vor nicht allzu langer Zeit noch unmöglich gewesen wäre. Aber Google Cloud, ein verteiltes Computersystem, konnte die Berechnungen in etwa fünf Wochen durchführen.
„Dies ist ein Beispiel dafür, was möglich ist“, sagte Massimo Mascaro, technischer Direktor im Büro des Chief Technology Officer bei Google Cloud. „Anhand der bereits gesammelten Daten kann ich die Chancen noch nicht einmal ansatzweise quantifizieren, und wenn sie mit der richtigen Berechnung analysiert werden, könnten sie zu noch mehr Ergebnissen führen.“
Dr. Lu sagte, verbesserte Softwaretools machten es einfacher, die Rechenleistung zu nutzen. Wenn Wissenschaftler kein riesiges Software-Engineering-Team mehr benötigen, um ihre Daten zu durchforsten, „können wirklich interessante Dinge passieren“, sagte er.
Der THOR-Algorithmus könnte auch den Betrieb des neuen Vera C. Rubin-Observatoriums in Chile verändern, das voraussichtlich nächstes Jahr seinen Betrieb aufnehmen wird. Das von der National Science Foundation und dem Energieministerium finanzierte 8,4-Meter-Teleskop wird den größten Teil des Nachthimmels wiederholt abtasten, um Veränderungen im Laufe der Zeit zu verfolgen.
Derzeit scannt das Rubin-Teleskop zweimal pro Nacht denselben Teil des Himmels, ein Rhythmus, der zur Erkennung von Asteroiden entwickelt wurde. Mit THOR benötigt das Teleskop möglicherweise keinen zweiten Durchgang, wodurch es die doppelte Fläche abdecken könnte.
„Die meisten Wissenschaftsprogramme würden gerne von einem Basisrhythmus von zwei Beobachtungen zu nur einer Beobachtung pro Nacht übergehen“, sagte Željko Ivezic, Professor für Astronomie an der University of Washington und Rubins Bauleiter.
Der Algorithmus könnte die Anzahl der Asteroiden erhöhen, die Rubin finden kann, vielleicht genug, um einem 2005 vom Kongress verabschiedeten Mandat zu entsprechen, 90 Prozent der erdnahen Asteroiden mit einem Durchmesser von 460 Fuß oder mehr zu lokalisieren.
„Unsere neuesten Schätzungen liegen bei etwa 80 Prozent“, sagte Dr. Ivecic. „Mit THOR können wir es wahrscheinlich auf 90 Prozent steigern.“
