«Рубин» сможет обнаружить миллионы новых объектов Солнечной системы в мельчайших подробностях
Группа астрономов со всего мира, в том числе из Вашингтонского университета и Королевского университета в Белфасте, представила новое исследование, которое показывает, что миллионы новых объектов Солнечной системы будут обнаружены с помощью совершенно нового оборудования, которое, как ожидается, будет введено в эксплуатацию в 2025 году.
Исследователи из Вашингтонского университета и Королевского университета в Белфасте считают, что знания об объектах Солнечной системы будут расширяться в геометрической прогрессии, когда в конце этого года в строй вступит новый телескоп. Здесь показана визуализация того, что, по прогнозам астрономов, увидит камера LSST обсерватории NSF–DOE Веры Рубин, включая астероиды и другие объекты в небе. Источник: Sorcha.space/Вашингтонский университет ----------------
Обсерватория Веры Рубин, созданная Национальным научным фондом и Министерством энергетики США, призвана кардинально изменить наши представления о «малых телах» Солнечной системы — астероидах, кометах и других малых планетах.
В обсерватории «Рубин», строящейся на хребте Серро-Пачон на севере Чили, установлен 8,4-метровый обзорный телескоп Симони с уникальной конструкцией из трёх зеркал, способный каждые несколько ночей исследовать всё видимое небо.
В её основе лежит самая большая в мире цифровая камера — 3,2-гигапиксельная камера Legacy Survey of Space and Time (LSST), которая охватывает поле зрения в 9,6 квадратных градуса с шестью фильтрами, что примерно в 45 раз больше площади полной Луны. В совокупности эта «широкая-быстрая-глубокая» система будет генерировать 20 терабайт данных каждую ночь, создавая беспрецедентный «фильм» о космосе в режиме реального времени в течение следующих 10 лет и невероятно мощный набор данных для составления карты Солнечной системы.
Команда астрономов под руководством Мег Швамб из Королевского университета создала Sorcha, инновационное новое программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое используется для прогнозирования возможных открытий.
Sorcha — это первый комплексный симулятор, который учитывает запланированный Рубином график наблюдений. Он использует предположения о том, как обсерватория Рубина видит и обнаруживает астрономические источники на своих снимках, с учётом лучшей модели того, как Солнечная система и её малые тела выглядят сегодня.
«Программное обеспечение для точного моделирования, такое как Sorcha, имеет решающее значение, — сказал Швамб, преподаватель Школы математики и физики в Королевском университете. — Оно сообщает нам, что обнаружит Рубин, и позволяет понять, как это интерпретировать. Наши знания о том, какие объекты заполняют Солнечную систему Земли, скоро будут расширяться экспоненциально и быстро».
Помимо восьми крупных планет, в Солнечной системе есть множество мелких тел, которые сформировались вместе с планетами более 4,5 миллиардов лет назад. Многие из этих мелких тел практически не изменились с момента зарождения Солнечной системы и служат окаменелостями, сохранившимися с тех давних времён. Изучая их орбиты, размеры и состав, астрономы могут реконструировать процесс формирования, миграции и эволюции планет.
Эти объекты, число которых исчисляется десятками миллионов, дают нам возможность наблюдать за такими процессами, как доставка воды и органических веществ на Землю, изменение планетарных орбит планетами-гигантами и постоянный риск, связанный с теми объектами, траектории которых проходят вблизи нашей планеты.
Помимо Королевского университета и Вашингтонского университета, в международную команду входят исследователи из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского университетов, а также из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне.
Серия статей, описывающих программное обеспечение и прогнозы, была принята к публикации в «Астрономическом журнале» и теперь доступна на сервере препринтов arXiv.
Помимо обнаружения этих новых малых тел, обсерватория «Рубин» будет наблюдать за ними с помощью различных оптических фильтров, что позволит определить цвет их поверхности. В ходе предыдущих исследований Солнечной системы обычно использовался один фильтр.
«Благодаря каталогу объектов Солнечной системы LSST наша работа показывает, что это будет похоже на переход от чёрно-белого телевидения к яркому цветному», — сказал Джо Мёртаг, докторант Королевского университета. «Это очень интересно — мы ожидаем, что будут обнаружены миллионы новых объектов Солнечной системы, и большинство из них будут обнаружены в первые несколько лет наблюдений за небом».
Моделирование, проведённое командой, показывает, что Рубин будет отображать:
127 000 околоземных объектов — астероидов и комет, орбиты которых пересекаются с орбитой Земли или приближаются к ней. Это более чем в три раза превышает количество известных на сегодняшний день объектов, которых около 38 000, и позволяет обнаружить более 70% потенциально опасных тел размером более 140 метров. Это снизит риск столкновения с астероидом, которое может привести к катастрофическим последствиям, как минимум в два раза, что внесёт огромный вклад в защиту планеты. Более 5 миллионов астероидов главного пояса, по сравнению с примерно 1,4 миллиона в первые годы исследования, с точными данными о цвете и вращении примерно каждого третьего астероида. Это даст учёным беспрецедентное представление о характеристиках и истории строительных блоков Солнечной системы. 109 000 троянских астероидов Юпитера — тел, находящихся на орбите Юпитера в стабильных точках Лагранжа, — более чем в семь раз превышают количество астероидов, зарегистрированных на сегодняшний день. Эти тела представляют собой одни из самых первозданных материалов, образовавшихся ещё до формирования планет. 37 000 транснептуновых объектов, обитающих в далёком поясе Койпера, — почти в 10 раз больше, чем по данным текущей переписи, — проливают свет на прошлую миграцию Нептуна и историю внешней Солнечной системы. Примерно 1500–2000 кентавров — тел на короткоживущих орбитах, пересекающих орбиты гигантских планет в средней части Солнечной системы. Большинство кентавров в конечном итоге будут выброшены из Солнечной системы, но некоторым повезёт, и они станут короткопериодическими кометами. LSST позволит впервые получить детальное изображение кентавров и важного переходного этапа от кентавра к комете.
«LSST обсерватории Рубина — это уникальная возможность для целого поколения восполнить недостающие фрагменты нашей Солнечной системы», — сказал Марио Юрич, член команды Sorcha и профессор астрономии в Вашингтонском университете. Юрич также является руководителем команды Rubin's Solar System Processing Pipelines и директором Института DiRAC в Вашингтонском университете.
«Наши расчёты показывают, что «Рубин» расширит известные популяции малых тел в 4–9 раз, предоставив беспрецедентное количество данных об орбитах, цветах и кривых блеска, — сказал Юрик. — Благодаря этим данным мы сможем обновить учебники по формированию Солнечной системы и значительно улучшим нашу способность обнаруживать — и потенциально отклонять — астероиды, которые могут угрожать Земле».
По словам Джейка Курландера, докторанта из Вашингтонского университета, потребовалось 225 лет астрономических наблюдений, чтобы обнаружить первые 1,5 миллиона астероидов, и исследователи обнаружили, что «Рубин» удвоит это число менее чем за год.
«Непревзойдённое сочетание широты и глубины Рубина делает его уникальной машиной для открытий», — сказал Курландер.
Зигфрид Эггл, доцент кафедры аэрокосмической инженерии в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне, добавил: «Только устранив систематические ошибки в сложной схеме наблюдений LSST, мы сможем превратить необработанные данные в истинное отражение истории Солнечной системы — того, как формировались планеты и как они мигрировали на протяжении миллиардов лет. В этом отношении Сорча меняет правила игры».
Код Sorcha имеет открытый исходный код и доступен бесплатно вместе с смоделированными каталогами и анимацией. Сделав эти ресурсы общедоступными, команда Sorcha позволила исследователям по всему миру усовершенствовать свои инструменты и подготовиться к потоку данных LSST, который будет генерировать Rubin, что позволит лучше понять малые тела, освещающие Солнечную систему как никогда раньше.
23 июня обсерватория «Рубин» планирует представить свои первые впечатляющие снимки на мероприятии «Первый взгляд», показав миру возможности телескопа. Полноценные научные исследования начнутся позднее в этом году.
:::МАРС и КОСМОС:::
«Рубин» сможет обнаружить миллионы новых объектов Солнечной системы в мельчайших подробностях
Группа астрономов со всего мира, в том числе из Вашингтонского университета и Королевского университета в Белфасте, представила новое исследование, которое показывает, что миллионы новых объектов Солнечной системы будут обнаружены с помощью совершенно нового оборудования, которое, как ожидается, будет введено в эксплуатацию в 2025 году.----------------
Обсерватория Веры Рубин, созданная Национальным научным фондом и Министерством энергетики США, призвана кардинально изменить наши представления о «малых телах» Солнечной системы — астероидах, кометах и других малых планетах.
В обсерватории «Рубин», строящейся на хребте Серро-Пачон на севере Чили, установлен 8,4-метровый обзорный телескоп Симони с уникальной конструкцией из трёх зеркал, способный каждые несколько ночей исследовать всё видимое небо.
В её основе лежит самая большая в мире цифровая камера — 3,2-гигапиксельная камера Legacy Survey of Space and Time (LSST), которая охватывает поле зрения в 9,6 квадратных градуса с шестью фильтрами, что примерно в 45 раз больше площади полной Луны. В совокупности эта «широкая-быстрая-глубокая» система будет генерировать 20 терабайт данных каждую ночь, создавая беспрецедентный «фильм» о космосе в режиме реального времени в течение следующих 10 лет и невероятно мощный набор данных для составления карты Солнечной системы.
Команда астрономов под руководством Мег Швамб из Королевского университета создала Sorcha, инновационное новое программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое используется для прогнозирования возможных открытий.
Sorcha — это первый комплексный симулятор, который учитывает запланированный Рубином график наблюдений. Он использует предположения о том, как обсерватория Рубина видит и обнаруживает астрономические источники на своих снимках, с учётом лучшей модели того, как Солнечная система и её малые тела выглядят сегодня.
«Программное обеспечение для точного моделирования, такое как Sorcha, имеет решающее значение, — сказал Швамб, преподаватель Школы математики и физики в Королевском университете. — Оно сообщает нам, что обнаружит Рубин, и позволяет понять, как это интерпретировать. Наши знания о том, какие объекты заполняют Солнечную систему Земли, скоро будут расширяться экспоненциально и быстро».
Помимо восьми крупных планет, в Солнечной системе есть множество мелких тел, которые сформировались вместе с планетами более 4,5 миллиардов лет назад. Многие из этих мелких тел практически не изменились с момента зарождения Солнечной системы и служат окаменелостями, сохранившимися с тех давних времён. Изучая их орбиты, размеры и состав, астрономы могут реконструировать процесс формирования, миграции и эволюции планет.
Эти объекты, число которых исчисляется десятками миллионов, дают нам возможность наблюдать за такими процессами, как доставка воды и органических веществ на Землю, изменение планетарных орбит планетами-гигантами и постоянный риск, связанный с теми объектами, траектории которых проходят вблизи нашей планеты.
Помимо Королевского университета и Вашингтонского университета, в международную команду входят исследователи из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского университетов, а также из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне.
Серия статей, описывающих программное обеспечение и прогнозы, была принята к публикации в «Астрономическом журнале» и теперь доступна на сервере препринтов arXiv.
Помимо обнаружения этих новых малых тел, обсерватория «Рубин» будет наблюдать за ними с помощью различных оптических фильтров, что позволит определить цвет их поверхности. В ходе предыдущих исследований Солнечной системы обычно использовался один фильтр.
«Благодаря каталогу объектов Солнечной системы LSST наша работа показывает, что это будет похоже на переход от чёрно-белого телевидения к яркому цветному», — сказал Джо Мёртаг, докторант Королевского университета. «Это очень интересно — мы ожидаем, что будут обнаружены миллионы новых объектов Солнечной системы, и большинство из них будут обнаружены в первые несколько лет наблюдений за небом».
Моделирование, проведённое командой, показывает, что Рубин будет отображать:
127 000 околоземных объектов — астероидов и комет, орбиты которых пересекаются с орбитой Земли или приближаются к ней. Это более чем в три раза превышает количество известных на сегодняшний день объектов, которых около 38 000, и позволяет обнаружить более 70% потенциально опасных тел размером более 140 метров. Это снизит риск столкновения с астероидом, которое может привести к катастрофическим последствиям, как минимум в два раза, что внесёт огромный вклад в защиту планеты.
Более 5 миллионов астероидов главного пояса, по сравнению с примерно 1,4 миллиона в первые годы исследования, с точными данными о цвете и вращении примерно каждого третьего астероида. Это даст учёным беспрецедентное представление о характеристиках и истории строительных блоков Солнечной системы.
109 000 троянских астероидов Юпитера — тел, находящихся на орбите Юпитера в стабильных точках Лагранжа, — более чем в семь раз превышают количество астероидов, зарегистрированных на сегодняшний день. Эти тела представляют собой одни из самых первозданных материалов, образовавшихся ещё до формирования планет.
37 000 транснептуновых объектов, обитающих в далёком поясе Койпера, — почти в 10 раз больше, чем по данным текущей переписи, — проливают свет на прошлую миграцию Нептуна и историю внешней Солнечной системы.
Примерно 1500–2000 кентавров — тел на короткоживущих орбитах, пересекающих орбиты гигантских планет в средней части Солнечной системы. Большинство кентавров в конечном итоге будут выброшены из Солнечной системы, но некоторым повезёт, и они станут короткопериодическими кометами. LSST позволит впервые получить детальное изображение кентавров и важного переходного этапа от кентавра к комете.
«LSST обсерватории Рубина — это уникальная возможность для целого поколения восполнить недостающие фрагменты нашей Солнечной системы», — сказал Марио Юрич, член команды Sorcha и профессор астрономии в Вашингтонском университете. Юрич также является руководителем команды Rubin's Solar System Processing Pipelines и директором Института DiRAC в Вашингтонском университете.
«Наши расчёты показывают, что «Рубин» расширит известные популяции малых тел в 4–9 раз, предоставив беспрецедентное количество данных об орбитах, цветах и кривых блеска, — сказал Юрик. — Благодаря этим данным мы сможем обновить учебники по формированию Солнечной системы и значительно улучшим нашу способность обнаруживать — и потенциально отклонять — астероиды, которые могут угрожать Земле».
По словам Джейка Курландера, докторанта из Вашингтонского университета, потребовалось 225 лет астрономических наблюдений, чтобы обнаружить первые 1,5 миллиона астероидов, и исследователи обнаружили, что «Рубин» удвоит это число менее чем за год.
«Непревзойдённое сочетание широты и глубины Рубина делает его уникальной машиной для открытий», — сказал Курландер.
Зигфрид Эггл, доцент кафедры аэрокосмической инженерии в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне, добавил: «Только устранив систематические ошибки в сложной схеме наблюдений LSST, мы сможем превратить необработанные данные в истинное отражение истории Солнечной системы — того, как формировались планеты и как они мигрировали на протяжении миллиардов лет. В этом отношении Сорча меняет правила игры».
Код Sorcha имеет открытый исходный код и доступен бесплатно вместе с смоделированными каталогами и анимацией. Сделав эти ресурсы общедоступными, команда Sorcha позволила исследователям по всему миру усовершенствовать свои инструменты и подготовиться к потоку данных LSST, который будет генерировать Rubin, что позволит лучше понять малые тела, освещающие Солнечную систему как никогда раньше.
23 июня обсерватория «Рубин» планирует представить свои первые впечатляющие снимки на мероприятии «Первый взгляд», показав миру возможности телескопа. Полноценные научные исследования начнутся позднее в этом году.
Предоставлено Вашингтонским университетом