Astronomen hebben onlangs een schat aan archiefbeelden van de NASA/ESA Hubble-ruimtetelescoop gebruikt om een grotendeels ongeziene populatie kleinere asteroïden visueel op het spoor te komen. Voor deze speurtocht moesten 37.000 Hubble-opnamen uit een periode van 19 jaar worden bekeken. Het resultaat was de vondst van 1701 asteroïdesporen, waarvan er 1031 niet in de catalogus zijn opgenomen. Ongeveer 400 van deze niet-gecatalogiseerde asteroïden zijn minder dan een km groot. Vrijwilligers van over de hele wereld, bekend als 'burgerwetenschappers', hebben bijgedragen aan de identificatie van deze asteroïdenvondst.
Professionele wetenschappers combineerden de inspanningen van de vrijwilligers met algoritmen voor machinaal leren om de asteroïden te identificeren. Dit is een nieuwe benadering voor het vinden van asteroïden in astronomische archieven die tientallen jaren beslaan, en het kan effectief worden toegepast op andere datasets, aldus de onderzoekers. "We krijgen steeds meer zicht op de kleinere populatie van asteroïden van de hoofdgordel. We waren verrast om zo'n groot aantal kandidaat-objecten te zien," zegt hoofdauteur Pablo García Martín van de Autonome Universiteit van Madrid, Spanje. "Er waren al aanwijzingen dat deze populatie bestond, maar nu bevestigen we dat met een willekeurige steekproef van asteroïden uit het hele Hubble-archief. Dit is belangrijk om inzicht te krijgen in de evolutiemodellen van ons zonnestelsel." De grote, willekeurige steekproef biedt nieuwe inzichten in de vorming en evolutie van de asteroïdengordel. Het vinden van veel kleine asteroïden pleit voor het idee dat het fragmenten zijn van grotere asteroïden die op elkaar zijn gebotst en uiteen zijn gevallen, zoals kapotgeslagen aardewerk. Dit is een afslijpproces van miljarden jaren.
Een alternatieve theorie voor het bestaan van kleinere fragmenten is dat ze miljarden jaren geleden op die manier zijn gevormd. Maar er is geen mechanisme denkbaar dat hen ervan zou weerhouden om tot grotere afmetingen uit te groeien terwijl ze stof samenklonteren van de planeetvormende circumstellaire schijf rond onze zon. "Botsingen zouden een bepaalde signatuur hebben die we kunnen gebruiken om de huidige hoofdgordelpopulatie te testen," zei co-auteur Bruno Merín van het European Space Astronomy Centre in Madrid, Spanje. Door de snelle baan van de Hubble-telescoop om de aarde kan deze telescoop rondzwervende asteroïden vastleggen via hun opvallende sporen in de Hubble-opnamen. Vanuit een telescoop op aarde gezien, laat een asteroïde een streep over het beeld achter. Asteroïden 'photobomb' Hubble-opnamen door als onmiskenbare, gebogen sporen op Hubble-foto's te verschijnen. Als de Hubble rond de aarde beweegt, verandert het gezichtspunt tijdens het observeren van een asteroïde, die ook langs zijn eigen baan beweegt. Door de positie van Hubble tijdens de observatie te kennen en de kromming van de strepen te meten, kunnen wetenschappers de afstanden tot de asteroïden bepalen en de vorm van hun banen schatten.
De gevangen asteroïden bevinden zich voornamelijk in de hoofdgordel (planetoïdengordel), die tussen de banen van Mars en Jupiter ligt. Hun helderheid wordt gemeten door de gevoelige camera's van Hubble en door hun helderheid te vergelijken met hun afstand, kan de grootte worden geschat. De zwakste asteroïden in het onderzoek zijn ruwweg een veertigmiljoenste van de helderheid van de zwakste ster die met het menselijk oog kan worden waargenomen. "De posities van asteroïden veranderen met de tijd en daarom kun je ze niet vinden door alleen coördinaten in te voeren, omdat ze er op een ander moment misschien niet zijn," zei Bruno. "Als astronomen hebben we geen tijd om alle beelden van planetoïden te bekijken. Dus kwamen we op het idee om samen te werken met meer dan 10 000 citizen-science vrijwilligers om de enorme Hubble archieven te doorzoeken."
In 2019 lanceerde een internationale groep astronomen de Hubble Asteroid Hunter, een citizen-science project om planetoïden te identificeren in archiefgegevens van Hubble. Het initiatief is ontwikkeld door onderzoekers en ingenieurs van het European Science and Technology Centre (ESTEC) en het science data center van het European Space Astronomy Centre (ESDC), in samenwerking met het Zooniverse-platform, 's werelds grootste en populairste citizen-science platform, en Google. In totaal 11.482 burgerwetenschappelijke vrijwilligers, die bijna twee miljoen identificaties leverden, kregen vervolgens een trainingsset voor een geautomatiseerd algoritme om asteroïden te identificeren op basis van kunstmatige intelligentie. Deze baanbrekende aanpak kan effectief worden toegepast op andere datasets.
Het project zal vervolgens de strepen van voorheen onbekende planetoïden onderzoeken om hun banen te karakteriseren en hun eigenschappen, zoals rotatieperioden, te bestuderen. Omdat de meeste van deze asteroïdenstrepen vele jaren geleden door Hubble zijn vastgelegd, is het niet mogelijk om ze nu te volgen om hun banen te bepalen.
Bron: ESA
