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In den Sternen: 1,700 neue Asteroiden in alten Akten gefunden

Astronomen haben Spuren von mehr als 1,700 neuen Asteroiden entdeckt, die vom Hubble-Weltraumteleskop gefunden, aber 20 Jahre lang in seinen Dateien versteckt wurden.

Künstliche Intelligenz hat Wissenschaftlern geholfen, insgesamt 1,701 neue Asteroidenspuren zu entdecken, die die Geheimnisse der Entstehung der Erde enthüllen könnten.

Experten des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) in München, Deutschland, der Autonomen Universität Madrid und des Astronomischen Instituts der Rumänischen Akademie arbeiteten an der Entdeckung.

In dieser Hubble-Beobachtung, die am 5. Dezember 2005 aufgenommen wurde, bewegt sich der Hauptgürtel-Asteroid 2001 SE101 vor dem Krebsnebel. (NASA, ESA HST, Melina Thevenot/Zenger)

Nach Angaben des MPE waren etwa zwei Drittel der neu entdeckten Objekte der wissenschaftlichen Gemeinschaft zuvor unbekannt, da festgestellt wurde, dass sie wahrscheinlich kleiner sind als Asteroiden, die bei bodengestützten Untersuchungen gefunden wurden.

Doch trotz ihrer Größe sind sich die Astronomen sicher, dass diese ihnen dabei helfen könnten, wichtige Hinweise auf das frühe Sonnensystem und die Entstehung von Planeten zu erhalten.

Die Wissenschaftler initiierten das Projekt mit dem Start von Hubble Asteroid Hunter, einem Bürgerwissenschaftsprojekt auf der Zooniverse-Plattform, in der Hoffnung, Asteroiden aus den Archivdaten des Hubble-Weltraumteleskops am Internationalen Asteroidentag im Juni 2019 visuell identifizieren zu können.

Studienleiter Sandor Kruk vom MPE sagte gegenüber Zenger: „Der Müll eines Astronomen kann der Schatz eines anderen Astronomen sein. Die Datenmenge in Astronomiearchiven wächst exponentiell und wir wollten uns diese erstaunlichen Daten zunutze machen.“

Sie identifizierten über 37,000 zusammengesetzte Bilder, die zwischen dem 3. April 30 und dem 2002. März 14 mit den ACS- und WFC2021-Kameras an Bord des Hubble-Weltraumteleskops aufgenommen wurden und in denen sie glaubten, dass die Asteroidenspuren zunächst als Streifen erscheinen würden.

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Kruk erklärte jedoch: „Aufgrund der Umlaufbahn und der Bewegung von Hubble selbst erscheinen die Streifen in den Bildern gekrümmt, was es schwierig macht, Asteroidenspuren zu klassifizieren – oder besser gesagt, es ist schwierig, einem Computer zu sagen, wie er sie automatisch erkennen soll.

Himmelsverteilung der neuen Spuren in den Bildern des Hubble-Archivs: orangefarbene Kreise kennzeichnen die nicht identifizierten Objekte, blaue Sterne die identifizierten, bekannten Asteroiden. Die Spur der Ekliptik ist in dieser Projektion als rote Linie markiert.
UND/Zenger

„Deshalb brauchten wir Freiwillige für eine erste Klassifizierung, mit der wir dann einen maschinellen Lernalgorithmus trainierten.“

Nach zwei Millionen Klicks auf die Hubble Asteroid Hunter-Webseite, 11,482 Freiwilligen und 1,488 positiven Klassifizierungen in etwa 1 Prozent der Bilder nutzten die Astronomen sie, um einen automatisierten maschinellen Lernalgorithmus in Google Cloud zu trainieren, um in den verbleibenden Bildern nach zusätzlichen Spuren von Asteroiden zu suchen Archiv.

Dies führte nach Angaben des Instituts zu 900 Neuerkennungen und insgesamt 2,487 möglichen Asteroidenspuren in den Hubble-Archivdaten.

Kruk untersuchte zusammen mit den Forschern Pablo Garcia Martin von der Autonomen Universität Madrid in Spanien und Marcel Popescu vom Astronomischen Institut der Rumänischen Akademie die Spuren und erhielt einen endgültigen Datensatz von 1,701 Spuren, die in 1,316 Hubble-Bildern entdeckt wurden.

Dieses Mosaik besteht aus 16 verschiedenen Datensätzen des NASA/ESA-Weltraumteleskops Hubble, die im Rahmen des Citizen Science-Projekts Asteroid Hunter untersucht wurden.
ESA, Hubble & NASA, S. Kruk ESA, ESTEC), Hubble Asteroid Hunter Citizen Science Team, M. Zamani (ESA, Hubble/Zenger

Die Astronomen berichteten, dass diese Objekte, obwohl sie systematisch schwächer und möglicherweise kleiner als typische Asteroiden sind, eine ähnliche Geschwindigkeit und Verteilung am Himmel aufweisen wie die bekannten Asteroiden im sogenannten Hauptgürtel, der sich zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter befindet.

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MPE erklärte: „In Folgearbeiten werden die Astronomen die gekrümmten Formen der Spuren verwenden, die durch die Bewegung von Hubble geprägt wurden, um die Entfernung zu den Asteroiden zu bestimmen und ihre Umlaufbahnen zu untersuchen.“

Kruk sagte: „Die Asteroiden sind Überreste aus der Entstehung unseres Sonnensystems, was bedeutet, dass wir mehr über die Bedingungen erfahren können, als unsere Planeten entstanden sind. Aber es gab auch andere zufällige Funde in den Archivbildern, denen wir derzeit nachgehen.

„Die Verwendung einer solchen Kombination aus menschlicher und künstlicher Intelligenz zum Durchsuchen riesiger Datenmengen ist ein großer Wendepunkt, und wir werden diese Techniken auch für andere bevorstehende Vermessungen verwenden, beispielsweise mit dem Euclid-Teleskop.“

Rene Laureijs, Projektwissenschaftler von Euclid und Mitautor dieser Studie, fügte hinzu: „Obwohl es zur Abbildung von Galaxien entwickelt wurde, beobachtet Euclid schätzungsweise 150,000 Objekte in unserem Sonnensystem.“

Die Studie wurde am 6. Mai 2022 in der internationalen Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics (A&A)“ veröffentlicht.

Diese Geschichte wurde Newsweek von Zenger News zur Verfügung gestellt.

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