|
Исследование Солнечной системы в мельчайших деталях
|
|
|
|
Группа астрономов со всего мира, в том числе команда из Вашингтонского университета во главе с Королевским университетом в Белфасте, опубликовали результаты нового исследования, показывающие, что миллионы новых объектов Солнечной системы будут обнаружены с помощью совершенно новой установки, которая, как ожидается, заработает позднее в 2025 году.
|
|
|
|
Обсерватория Веры С. Рубин (NSF–DOE) призвана революционизировать наши знания о "малых телах" Солнечной системы — астероидах, кометах и других малых планетах.
|
|
|
|
Обсерватория "Рубин", строящаяся на хребте Серро-Пачон на севере Чили, оснащена 8,4-метровым обзорным телескопом Simonyi с уникальной конструкцией из трех зеркал, способным каждые несколько ночей обследовать все видимое небо.
|
|
|
|
В его основе лежит самая большая в мире цифровая камера — 3,2-гигапиксельная камера Legacy Survey of Space and Time (LSST), охватывающая поле зрения площадью 9,6 квадратных градуса с шестью фильтрами, что примерно в 45 раз превышает площадь полной Луны. В совокупности эта "широкая, быстрая и глубокая" система будет генерировать 20 терабайт данных каждую ночь, создавая беспрецедентный покадровый "фильм" о космосе в течение следующих 10 лет и невероятно мощный набор данных, с помощью которого можно составить карту Солнечной системы.
|
|
|
|
|
|
|
Команда астрономов под руководством Мэг Швамб из Королевского университета создала Sorcha - инновационное программное обеспечение с открытым исходным кодом, используемое для прогнозирования возможных открытий.
|
|
|
|
Sorcha - это первый комплексный симулятор, который учитывает запланированный график наблюдений Rubin. В нем используются предположения о том, как обсерватория Рубина видит и обнаруживает астрономические источники на своих изображениях, с помощью наилучшей модели того, как сегодня выглядит Солнечная система и ее небольшие скопления.
|
|
|
|
"Точное программное обеспечение для моделирования, такое как Sorcha, имеет решающее значение", - сказал Швамб, преподаватель факультета математики и физики Королевского университета. "Оно рассказывает нам о том, что обнаружит Rubin, и дает нам представление о том, как это интерпретировать. Наши знания о том, какие объекты населяют Солнечную систему Земли, будут быстро расширяться в геометрической прогрессии".
|
|
|
|
В дополнение к восьми основным планетам, Солнечная система является домом для огромного количества малых тел, которые сформировались рядом с планетами более 4,5 миллиардов лет назад. Многие из этих небольших тел практически не изменились с момента рождения Солнечной системы, являясь ископаемыми свидетельствами ее самых ранних дней. Изучая их орбиты, размеры и состав, астрономы могут реконструировать, как планеты формировались, мигрировали и эволюционировали.
|
|
|
|
Эти объекты, число которых исчисляется десятками миллионов, дают мощное представление о таких процессах, как доставка воды и органических материалов на Землю, изменение формы планетарных орбит планетами—гигантами и постоянный риск, исходящий от тех, чьи траектории приближают их к нашей планете.
|
|
|
|
В дополнение к Королевскому университету и UW, в международную команду входят исследователи из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института и Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне.
|
|
|
|
Серия статей с описанием программного обеспечения и прогнозов была принята к публикации в журнале Astronomical Journal и теперь доступна на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
Помимо простого обнаружения этих новых малых тел, обсерватория Rubin будет наблюдать их несколько раз, используя различные оптические фильтры, что позволит выявить цвета их поверхности. Прошлые исследования солнечной системы обычно проводились с использованием одного фильтра.
|
|
|
|
"С каталогом объектов Солнечной системы LSST наша работа показывает, что это будет похоже на переход от черно-белого телевидения к яркому цветному", - сказал Джо Мурта, докторант Королевского университета. "Это очень интересно — мы ожидаем, что будут обнаружены миллионы новых объектов Солнечной системы, и большинство из них будут обнаружены в течение первых нескольких лет исследования неба".
|
|
|
|
Расчеты команды показывают, что Rubin нанесет на карту:
|
|
|
|
- 127 000 объектов, сближающихся с Землей, - астероидов и комет, орбиты которых пересекают Землю или приближаются к ней. Это более чем в три раза превышает число известных на сегодняшний день объектов (около 38 000) и позволяет обнаружить более 70% потенциально опасных тел размером более 140 метров. Это снизит риск необнаруженного столкновения с астероидом катастрофических масштабов как минимум в два раза, внеся огромный вклад в защиту планеты.
|
|
- Более 5 миллионов астероидов главного пояса, по сравнению с примерно 1,4 миллионами, с точными данными о цвете и вращении примерно каждого третьего астероида, полученными в первые годы исследования. Это даст ученым беспрецедентное представление о характеристиках и истории строительных блоков Солнечной системы.
|
|
- 109 000 "троянцев" Юпитера, тел, находящихся на одной орбите с Юпитером в стабильных точках Лагранжа, — это более чем в семь раз больше, чем занесено в каталог на сегодняшний день. Эти тела представляют собой один из самых древних материалов, относящийся ко времени образования планет.
|
|
- 37 000 транснептуновых объектов, обитающих в отдаленном поясе Койпера, - почти в 10 раз больше, чем в настоящее время, — проливают свет на прошлую миграцию Нептуна и историю внешней Солнечной системы.
|
|
- Примерно 1500-2000 Кентавров – тел, находящихся на короткоживущих гигантских орбитах, пересекающих планеты-гиганты в центральной части Солнечной системы. Большинство кентавров в конечном итоге будут выброшены за пределы Солнечной системы, но несколько счастливчиков выживут и превратятся в короткопериодические кометы. LSST предоставит первое подробное представление о Кентаврах и о важном этапе перехода от Кентавра к комете.
|
|
|
|
По словам Марио Джурича, члена команды Sorcha и профессора астрономии Калифорнийского университета, LSST обсерватории Рубина - это уникальная возможность заполнить недостающие фрагменты нашей солнечной системы. Джурич также является руководителем команды Rubin's Solar System Processing Pipelines и директором Института Дирака Калифорнийского университета.
|
|
|
|
"Наше моделирование предсказывает, что Rubin расширит известные популяции малых тел в 4-9 раз, обеспечив беспрецедентное разнообразие орбит, цветов и кривых блеска", - сказал Джурич. "С помощью этих данных мы сможем обновить учебники по формированию Солнечной системы и значительно улучшить нашу способность обнаруживать — и потенциально отклонять — астероиды, которые могут угрожать Земле".
|
|
|
|
По словам Джейка Курландера, докторанта Калифорнийского университета, потребовалось 225 лет астрономических наблюдений, чтобы обнаружить первые 1,5 миллиона астероидов, и исследователи обнаружили, что Rubin удвоит это число менее чем за год.
|
|
|
|
"Непревзойденное сочетание широты и глубины применения Rubin делает его исключительно эффективным поисковым аппаратом", - сказал Курландер.
|
|
|
|
Зигфрид Эггл, доцент кафедры аэрокосмической инженерии в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне, добавил: "Только благодаря упрощению сложной схемы наблюдений LSST мы можем превратить необработанные данные в истинное отражение истории Солнечной системы — где формировались планеты и как они мигрировали на протяжении миллиардов лет. В этом отношении Сорча меняет правила игры".
|
|
|
|
Код Sorcha имеет открытый исходный код и находится в свободном доступе вместе с моделируемыми каталогами и анимациями. Предоставляя эти ресурсы, команда Sorcha позволила исследователям по всему миру усовершенствовать свои инструменты и быть готовыми к потоку данных LSST, которые будет генерировать Rubin, что позволит лучше понять малые тела, которые освещают Солнечную систему, как никогда раньше.
|
|
|
|
Обсерватория "Рубин" планирует представить свои первые впечатляющие снимки на мероприятии "Первый взгляд" 23 июня, что позволит миру получить представление о возможностях этого исследования. Полноценные научные исследования планируется начать позднее в этом году.
|
|
|
|
Источник
|
