Come massi, rocce e ciottoli sparsi in un paesaggio, gli asteroidi sono disponibili in un'ampia gamma di dimensioni. Catalogare gli asteroidi nello spazio è complicato perché sono deboli e non si fermano mai per essere fotografati mentre sfrecciano lungo le loro orbite attorno al sole.
Gli astronomi hanno recentemente utilizzato una serie di immagini archiviate scattate dal telescopio spaziale Hubble della NASA per catturare visivamente una popolazione in gran parte invisibile di asteroidi più piccoli nelle loro tracce. La caccia al tesoro ha richiesto l’esame di 37.000 immagini di Hubble nell’arco di 19 anni. Il risultato è stato il ritrovamento di 1.701 tracce di asteroidi, di cui 1.031 non precedentemente catalogati. Circa 400 di questi asteroidi non catalogati hanno dimensioni inferiori a 1 chilometro.
Volontari da tutto il mondo, conosciuti come “scienziati cittadini”, hanno contribuito all’identificazione di questa taglia di asteroide. Scienziati professionisti hanno combinato gli sforzi dei volontari con un algoritmo di apprendimento automatico per identificare gli asteroidi. Rappresenta un nuovo approccio per trovare asteroidi negli archivi astronomici che abbracciano decenni, che può essere applicato efficacemente ad altri set di dati, affermano i ricercatori.
"Stiamo approfondendo l'osservazione della popolazione più piccola di asteroidi della fascia principale. Siamo rimasti sorpresi nel vedere un numero così elevato di oggetti candidati", ha affermato l'autore principale Pablo García Martín dell'Università Autonoma di Madrid, Spagna. "C'era qualche indizio sull'esistenza di questa popolazione, ma ora lo stiamo confermando con un campione casuale di popolazione di asteroidi ottenuto utilizzando l'intero archivio Hubble. Questo è importante per fornire informazioni sui modelli evolutivi del nostro sistema solare."
L’ampio campione casuale offre nuove informazioni sulla formazione e l’evoluzione della fascia degli asteroidi. Trovare molti piccoli asteroidi favorisce l’idea che si tratti di frammenti di asteroidi più grandi che si sono scontrati e si sono frantumati, come vasi di ceramica frantumati. Si tratta di un processo di macinazione che dura miliardi di anni.
Una teoria alternativa sull'esistenza di frammenti più piccoli è che si siano formati in questo modo miliardi di anni fa. Ma non esiste alcun meccanismo concepibile che impedisca loro di raggiungere dimensioni maggiori mentre agglomerano la polvere proveniente dal disco circumstellare che forma il pianeta attorno al nostro sole. "Le collisioni avrebbero una certa firma che possiamo utilizzare per testare l'attuale popolazione della fascia principale", ha affermato il coautore Bruno Merín del Centro europeo di astronomia spaziale, a Madrid, Spagna.
Astronomi dilettanti insegnano all'intelligenza artificiale a trovare asteroidi
A causa della veloce orbita di Hubble attorno alla Terra, può catturare asteroidi erranti attraverso le loro tracce rivelatrici nelle esposizioni di Hubble. Visto da un telescopio terrestre, un asteroide lascia una striscia sull’immagine. Gli asteroidi "fotobombiscono" le esposizioni di Hubble apparendo come inconfondibili scie curve nelle fotografie di Hubble.
Mentre Hubble si muove intorno alla Terra, cambia il suo punto di vista mentre osserva un asteroide, che si muove anch'esso lungo la propria orbita. Conoscendo la posizione di Hubble durante l'osservazione e misurando la curvatura delle strisce, gli scienziati possono determinare le distanze degli asteroidi e stimare la forma delle loro orbite.
Gli asteroidi catturati risiedono principalmente nella fascia principale, che si trova tra le orbite di Marte e Giove. La loro luminosità viene misurata dalle sensibili telecamere di Hubble. E il confronto tra la loro luminosità e la loro distanza consente una stima delle dimensioni. Gli asteroidi più deboli presi in esame sono circa un quarantamilionesimo della luminosità della stella più debole che l'occhio umano può vedere.
"Le posizioni degli asteroidi cambiano nel tempo e quindi non è possibile trovarli semplicemente inserendo le coordinate perché, in momenti diversi, potrebbero non essere lì", ha detto Merín. "Come astronomi non abbiamo tempo per esaminare tutte le immagini degli asteroidi. Quindi abbiamo avuto l'idea di collaborare con oltre 10.000 volontari di scienza dei cittadini per esaminare gli enormi archivi di Hubble."
Nel 2019 un gruppo internazionale di astronomi ha lanciato l'Hubble Asteroid Hunter, un progetto di scienza dei cittadini per identificare gli asteroidi nei dati di archivio di Hubble. L'iniziativa è stata sviluppata da ricercatori e ingegneri del Centro europeo di scienza e tecnologia (ESTEC) e del centro dati scientifici del Centro europeo di astronomia spaziale (ESDC), in collaborazione con la piattaforma Zooniverse, la piattaforma scientifica cittadina più grande e popolare al mondo, e Google.
Un totale di 11.482 volontari di citizen science, che hanno fornito quasi 2 milioni di identificazioni, hanno poi ricevuto un set di formazione per un algoritmo automatizzato per identificare gli asteroidi basato sull’intelligenza artificiale. Questo approccio pionieristico può essere applicato efficacemente ad altri set di dati.
Il progetto esplorerà poi le strisce di asteroidi precedentemente sconosciuti per caratterizzare le loro orbite e studiarne le proprietà, come i periodi di rotazione. Poiché la maggior parte di queste serie di asteroidi sono state catturate da Hubble molti anni fa, non è possibile seguirle ora per determinare le loro orbite.
I risultati sono pubblicati sulla rivista Astronomy &Astrophysics .
Ulteriori informazioni: Pablo García-Martín et al, Cacciatore di asteroidi Hubble, Astronomia e astrofisica (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202346771
Informazioni sul giornale: Astronomia e astrofisica
Fornito dalla NASA
