Katil Asteroitler Düz Görüşte Gizleniyor. Yeni Bir Araç Onları Tespit Etmeye Yardımcı Oluyor.

Ed Lu, Dünya’yı katil asteroitlerden kurtarmak istiyor.

Ya da en azından, yolumuza çıkan büyük bir uzay kayası varsa, uygulamalı fizikte doktora yapmış eski bir NASA astronotu olan Dr. Lu, onu bize çarpmadan önce bulmak istiyor – umarım yıllarca önceden uyarı ve insanlık için bir şansla saptırmak için.

Salı günü, Dr. Lu’nun kurulmasına yardım ettiği kar amacı gütmeyen bir grup olan B612 Vakfı, 100’den fazla asteroit keşfettiğini duyurdu. (Vakfın adı, Antoine de Saint-Exupéry’nin “Küçük Prens” adlı çocuk kitabına bir göndermedir; B612, ana karakterin ana asteroididir.)

Bu tek başına dikkate değer değil. Dünyanın dört bir yanındaki gökyüzü gözlemcileri tarafından her zaman yeni asteroitler bildirilir. Bu, arka bahçe teleskoplarına sahip amatörleri ve gece gökyüzünü sistematik olarak tarayan robotik araştırmaları içerir.

Dikkat çekici olan, B612’nin yeni bir teleskop yapmamış olması, hatta mevcut teleskoplarla yeni gözlemler yapmamış olmasıdır. Bunun yerine, B612 tarafından finanse edilen araştırmacılar, 68 milyar kozmik ışık noktasından asteroitleri elemek için – 412.000’i Ulusal Optik-Kızılötesi Astronomi Araştırma Laboratuvarı’ndaki dijital arşivlerde veya NOIRLab’da bulunan – yıllarca eski görüntülere son teknoloji hesaplama gücünü uyguladılar. görüntülerde yakalandı.

“Bu astronomi yapmanın modern yolu” dedi.

Araştırma, NASA ve dünyadaki diğer kuruluşlar tarafından yürütülen “gezegen savunması” çabalarına katkıda bulunuyor.

Bugün, en az 460 fit çapında tahmini 25.000 Dünya’ya yakın asteroitten sadece yüzde 40’ı bulundu. Diğer yüzde 60’lık kısım – her biri Dünya ile çarpışmada yüz milyon ton TNT’ye eşdeğer enerjiyi serbest bırakma potansiyeline sahip yaklaşık 15.000 uzay kayası – tespit edilmiyor.

B612, Washington Üniversitesi’nde yüksek lisans öğrencisi olan Joachim Moeyens ve doktora danışmanı astronomi profesörü Mario Juric ile işbirliği yaptı. Onlar ve üniversitenin Astrofizik ve Kozmolojide Yoğun Veri Araştırma Enstitüsü’ndeki meslektaşları, astronomik görüntüleri yalnızca asteroit olabilecek ışık noktalarını tanımlamak için değil, aynı zamanda çekilen görüntülerde hangi ışık noktalarını bulmak için de inceleyebilen bir algoritma geliştirdiler. farklı geceler aslında aynı asteroittir.

Özünde, araştırmacılar daha önce görülen ancak fark edilmeyen şeyleri keşfetmenin bir yolunu geliştirdiler.

Tipik olarak asteroitler, bir gece boyunca gökyüzünün aynı kısmı birden çok kez fotoğraflandığında keşfedilir. Gece gökyüzünün bir bölümü çok sayıda ışık noktası içerir. Uzak yıldızlar ve galaksiler aynı düzende kalır. Ancak güneş sistemi içinde çok daha yakın olan nesneler hızla hareket eder ve konumları gece boyunca değişir.

Gökbilimciler, tek bir gece boyunca hareket eden tek bir nesnenin bir dizi gözlemini “izcik” olarak adlandırır. Bir izcik, cismin hareketinin bir göstergesini sağlar ve gökbilimcileri başka bir gece nerede arayabileceklerine işaret eder. Aynı nesne için daha eski görüntüleri de arayabilirler.

Sistematik asteroit aramalarının bir parçası olmayan birçok astronomik gözlem, kaçınılmaz olarak asteroitleri kaydeder, ancak izcikleri bir araya getirmek için gereken çoklu gözlemleri değil, yalnızca tek bir zaman ve yerde kaydeder.

Örneğin NOIRLab görüntüleri, evrendeki galaksilerin dağılımını haritalamak için gece göğünün neredeyse sekizde birinin incelenmesinin bir parçası olarak esas olarak Şili’deki Victor M. Blanco 4 Metre Teleskobu tarafından çekildi.

Ek ışık lekeleri göz ardı edildi, çünkü onlar gökbilimcilerin üzerinde çalıştıkları şey değildi. Dr. Lu, “Onlar sadece gökyüzünün rastgele görüntülerindeki rastgele veriler” dedi.

Ancak Bay Moeyens ve Dr. Juric için, bir yıldız veya galaksi olmayan tek bir ışık noktası, İzciksiz Heliosentrik Yörünge Kurtarma veya THOR olarak adlandırdıkları algoritmaları için bir başlangıç ​​noktasıdır.

Bir asteroitin hareketi tam olarak yerçekimi yasası tarafından belirlenir. THOR, belirli bir mesafe ve hız varsayarak, gözlenen ışık noktasına karşılık gelen bir test yörüngesi oluşturur. Ardından asteroitin sonraki ve önceki gecelerde nerede olacağını hesaplar. Verilerde bir ışık noktası belirirse, bu aynı asteroit olabilir. Algoritma birkaç hafta boyunca beş veya altı gözlemi birbirine bağlayabiliyorsa, bu bir asteroid keşfi için umut verici bir adaydır.

Prensipte, incelenecek sonsuz sayıda olası test yörüngesi vardır, ancak bu, hesaplamak için pratik olmayan bir sonsuzluk gerektirir. Pratikte, asteroitler belirli yörüngeler etrafında kümelendiği için, algoritmanın dikkatle seçilmiş birkaç bin olasılığı dikkate alması gerekir.

Yine de, binlerce potansiyel asteroit için binlerce test yörüngesini hesaplamak, çok büyük bir sayı-çatışma görevidir. Ancak bulut bilişimin – internet üzerinden dağıtılan muazzam hesaplama gücü ve veri depolamasının – ortaya çıkışı bunu mümkün kılıyor. Google, bu çabaya Google Cloud platformunda zaman kazandırdı.

Google’da uygulamalı yapay zeka direktörü Scott Penberthy, “Gördüğüm en havalı uygulamalardan biri” dedi.

Şimdiye kadar, bilim adamları NOIRLab arşivlerinden tek bir Eylül 2013 ayına ait verilerin yaklaşık sekizde birini elediler. THOR, 1.354 olası asteroit üretti. Birçoğu zaten Uluslararası Astronomi Birliği’nin Küçük Gezegen Merkezi tarafından tutulan asteroit kataloğundaydı. Bazıları daha önce gözlemlenmişti, ancak yalnızca bir gece boyunca ve izcik bir yörüngeyi güvenle belirlemek için yeterli değildi.

Minor Planet Center, şimdiye kadar 104 nesneyi yeni keşifler olarak onayladı. NOIRLab arşivi, bulunmayı bekleyen on binlerce asteroit olduğunu düşündüren yedi yıllık veri içeriyor.

“Bence harika,THOR’un geliştirilmesinde yer almayan Minor Planet Center direktörü Matthew Payne dedi. “Bence son derece ilginç ve aynı zamanda halihazırda var olan arşiv verilerinden iyi bir şekilde yararlanmamızı sağlıyor.”

Algoritma şu anda yalnızca Mars ve Jüpiter arasında yörüngeleri olan ve Dünya’ya yakın asteroitleri değil, gezegenimizle çarpışabilecek olan ana kuşak asteroitlerini bulmak için yapılandırılmıştır. Dünya’ya yakın asteroitleri belirlemek daha zordur çünkü daha hızlı hareket ederler. Aynı asteroitin farklı gözlemleri, zaman ve mesafe bakımından daha uzaklara ayrılabilir ve algoritmanın bağlantıları kurmak için daha fazla sayı çarpması yapması gerekir.

“Kesinlikle işe yarayacak,” dedi Bay Moeyens. “Olamaması için hiçbir sebep yok. Sadece gerçekten deneme şansım olmadı.”

THOR, yalnızca eski verilerde yeni asteroitler keşfetme yeteneğine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda gelecekteki gözlemleri de değiştirebilir. Örneğin, eskiden Büyük Sinoptik Tarama Teleskobu olarak bilinen ve şu anda Şili’de yapım aşamasında olan Vera C. Rubin Gözlemevi’ni ele alalım.

Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilen Rubin Gözlemevi, zaman içinde nelerin değiştiğini izlemek için gece gökyüzünü tekrar tekrar tarayacak olan 8,4 metrelik bir teleskoptur.

Gözlemevinin görevinin bir kısmı, evrenin büyük ölçekli yapısını incelemek ve süpernova olarak da bilinen uzaktaki patlayan yıldızları tespit etmektir. Evine daha yakın bir yerde, güneş sisteminin etrafında dönen çok sayıda gezegenden küçük cismi de tespit edecek.

Birkaç yıl önce, bazı bilim adamları, Rubin teleskobunun gözlem modellerinin, daha fazla asteroit izcik tanımlayabilmesi ve böylece daha fazla tehlikeli, henüz keşfedilmemiş asteroitleri daha hızlı bir şekilde bulabilmesi için ayarlanabileceğini öne sürdüler. Ancak bu değişiklik diğer astronomik araştırmaları yavaşlatabilirdi.

THOR algoritması Rubin verileriyle iyi çalıştığını kanıtlarsa, o zaman teleskopun gökyüzünün aynı bölümünü gece iki kez taramasına gerek kalmayacak, bunun yerine iki kat daha fazla alanı kaplamasına izin verecek.

Teleskopun direktörü ve THOR’u tanımlayan ve gözlemlere karşı test eden bilimsel bir makalenin yazarı olan Zeljko Ivezic, “İlke olarak bu devrimci veya en azından çok önemli olabilir” dedi.

Teleskop gökyüzünde her dört yerine iki gecede bir aynı noktaya dönebilseydi, bu, süpernova arayışı da dahil olmak üzere diğer araştırmalara fayda sağlayabilirdi.

Dr. Ivezic, “Bu, algoritmanın asteroitlerle ilgisi olmayan başka bir etkisi olacaktır” dedi. “Bu, manzaranın nasıl değiştiğini güzel bir şekilde gösteriyor. Bilim ekosistemi değişiyor çünkü yazılımlar artık 20, 30 yıl önce hayal bile edemeyeceğiniz, düşünemeyeceğiniz şeyleri yapabiliyor.”

Dr. Lu için THOR, on yıl önce sahip olduğu aynı hedeflere ulaşmak için farklı bir yol sunuyor.

O zamanlar B612’nin gözü iddialı ve çok daha pahalı bir projeydi. Kâr amacı gütmeyen kuruluş, Sentinel adlı kendi uzay teleskopunu inşa edecek, fırlatacak ve işletecekti.

O sırada, Dr. Lu ve B612’nin diğer liderleri, tehlikeli uzay kayaları arayışının yavaş temposu karşısında hüsrana uğradılar. 2005’te Kongre, NASA’ya 2020 yılına kadar 460 fit veya daha fazla çapa sahip Dünya’ya yakın asteroitlerin yüzde 90’ını bulma ve izleme yetkisi verdi. Ancak milletvekilleri, NASA’nın görevi yerine getirmesi için ihtiyaç duyduğu parayı hiçbir zaman sağlamadı ve son teslim tarihi daha azdı. Bu asteroitlerin yarısı bulundu.

Sentinel’i garanti altına almak için özel bağışçılardan 450 milyon dolar toplamak B612 için zordu, çünkü özellikle NASA kendine ait bir asteroit bulan uzay teleskopunu düşünüyordu.

Ulusal Bilim Vakfı, Rubin Gözlemevi’ni inşa etmeye izin verdiğinde, B612 planlarını yeniden değerlendirdi. Dr. Lu, “Hızlı bir şekilde dönebilir ve ‘Çözmek için var olduğumuz sorunu çözmek için farklı bir yaklaşım nedir?’ diyebiliriz” dedi.

Rubin Gözlemevi, yaklaşık bir yıl içinde ilk test gözlemlerini yapacak ve yaklaşık iki yıl içinde faaliyete geçecek. Dr. Ivezic, on yıllık Rubin gözlemlerinin, diğer asteroit aramalarıyla birlikte sonunda Kongre’nin yüzde 90 hedefine ulaşabileceğini söyledi.

NASA, gezegensel savunma çabalarını da hızlandırıyor. NEO Surveyor adlı asteroit teleskopu, 2026’da fırlatmayı hedefleyen ön tasarım aşamasında.

Ve bu yılın ilerleyen saatlerinde, Çifte Asteroid Yönlendirme Testi görevi, bir mermiyi küçük bir asteroide çarpacak ve bunun asteroidin yörüngesini ne kadar değiştirdiğini ölçecek. Çin’in ulusal uzay ajansı da benzer bir görev üzerinde çalışıyor.

B612 için, neredeyse yarım milyar dolara mal olan bir teleskop projesini tartışmak yerine, THOR gibi daha ucuz araştırma çabalarıyla katkıda bulunabilir. Geçen hafta, asteroit bilimi için bulut tabanlı hesaplama araçları üzerinde daha fazla çalışmayı finanse etmek için 1,3 milyon dolarlık hediye aldığını duyurdu. Vakıf ayrıca Tito’nun El Yapımı Vodka’sından diğer bağışçılardan 1 milyon dolara kadar bir hibe aldı.

B612 ve Dr. Lu artık sadece dünyayı kurtarmaya çalışmıyorlar. “Biz votkanın asteroitlerle nasıl bir ilişkisi olduğuna dair önemsiz bir sorunun yanıtıyız.” dedi.