Hubble busca pequeños asteroides en el cinturón principal

Al igual que los cantos rodados, las rocas y los guijarros esparcidos por el paisaje, los asteroides vienen en una amplia gama de tamaños. Catalogar los asteroides en el espacio es complicado porque son débiles y no se detienen a ser fotografiados mientras recorren sus órbitas alrededor del sol.

Los astrónomos utilizaron recientemente un tesoro de imágenes archivadas tomadas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA para capturar visualmente una población en gran parte invisible de asteroides más pequeños en su trayectoria. La búsqueda del tesoro requirió examinar 37.000 imágenes del Hubble que abarcan 19 años. La recompensa fue encontrar 1.701 rastros de asteroides, de los cuales 1.031 no habían sido catalogados previamente. Aproximadamente 400 de estos asteroides no catalogados tienen un tamaño inferior a 1 kilómetro.

Voluntarios de todo el mundo, conocidos como «científicos ciudadanos», contribuyeron a la identificación de este asteroide. Los científicos profesionales combinaron los esfuerzos de los voluntarios con un algoritmo de aprendizaje automático para identificar los asteroides. Representa un nuevo enfoque para encontrar asteroides en archivos astronómicos que abarcan décadas, que puede aplicarse eficazmente a otros conjuntos de datos, dicen los investigadores.

«Estamos profundizando en la observación de la población más pequeña de asteroides del cinturón principal. Nos sorprendió ver una cantidad tan grande de objetos candidatos», dijo el autor principal Pablo García Martín de la Universidad Autónoma de Madrid, España. «Había algunos indicios de que esta población existe, pero ahora lo estamos confirmando con una muestra aleatoria de población de asteroides obtenida utilizando todo el archivo del Hubble. Esto es importante para proporcionar información sobre los modelos evolutivos de nuestro sistema solar».

La gran muestra aleatoria ofrece nuevos conocimientos sobre la formación y evolución del cinturón de asteroides. Encontrar muchos asteroides pequeños favorece la idea de que son fragmentos de asteroides más grandes que han chocado y se han roto, como cerámica destrozada. Se trata de un proceso de trituración que dura miles de millones de años.

Una teoría alternativa sobre la existencia de fragmentos más pequeños es que se formaron así hace miles de millones de años. Pero no existe ningún mecanismo concebible que impida que crezcan como bolas de nieve a medida que aglomeran el polvo del disco circunestelar en el que se forman los planetas alrededor de nuestro sol. «Las colisiones tendrían una firma determinada que podemos utilizar para probar la población actual del cinturón principal», dijo el coautor Bruno Merín del Centro Europeo de Astronomía Espacial, en Madrid, España.

Astrónomos aficionados enseñan a la IA a encontrar asteroides

Debido a la rápida órbita del Hubble alrededor de la Tierra, puede capturar asteroides errantes a través de sus reveladores rastros en las exposiciones del Hubble. Visto desde un telescopio terrestre, un asteroide deja una raya en la imagen. Los asteroides «fotobomban» las exposiciones del Hubble al aparecer como senderos curvos e inconfundibles en las fotografías del Hubble.

A medida que el Hubble gira alrededor de la Tierra, cambia su punto de vista mientras observa un asteroide, que también se mueve a lo largo de su propia órbita. Conociendo la posición del Hubble durante la observación y midiendo la curvatura de las rayas, los científicos pueden determinar las distancias a los asteroides y estimar las formas de sus órbitas.

Los asteroides atrapados se encuentran en su mayoría en el cinturón principal, que se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter. Su brillo lo miden las sensibles cámaras del Hubble. Y comparar su brillo con su distancia permite estimar el tamaño. Los asteroides más débiles del estudio tienen aproximadamente una cuarentamillonésima parte del brillo de la estrella más débil que el ojo humano puede ver.

«Las posiciones de los asteroides cambian con el tiempo y, por lo tanto, no se pueden encontrar simplemente ingresando coordenadas porque, en diferentes momentos, es posible que no estén allí», dijo Merín. «Como astrónomos no tenemos tiempo para mirar todas las imágenes de asteroides. Así que se nos ocurrió la idea de colaborar con más de 10.000 voluntarios de ciencia ciudadana para examinar los enormes archivos del Hubble».

En 2019, un grupo internacional de astrónomos lanzó el Hubble Asteroid Hunter, un proyecto de ciencia ciudadana para identificar asteroides en los datos de archivo del Hubble. La iniciativa fue desarrollada por investigadores e ingenieros del Centro Europeo de Ciencia y Tecnología (ESTEC) y el centro de datos científicos del Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESDC), en colaboración con la plataforma Zooniverse, la plataforma de ciencia ciudadana más grande y popular del mundo, y Google.

Luego, un total de 11.482 voluntarios de ciencia ciudadana, que proporcionaron casi 2 millones de identificaciones, recibieron un conjunto de capacitación para un algoritmo automatizado para identificar asteroides basado en inteligencia artificial. Este enfoque pionero puede aplicarse eficazmente a otros conjuntos de datos.

A continuación, el proyecto explorará las rayas de asteroides previamente desconocidos para caracterizar sus órbitas y estudiar sus propiedades, como los períodos de rotación. Debido a que la mayoría de estas rayas de asteroides fueron capturadas por el Hubble hace muchos años, no es posible seguirlas ahora para determinar sus órbitas.

Los hallazgos se publican en la revista Astronomy & Astrophysics.

Con información de Astronomy & Astrophysics (2024).