Al igual que los cantos rodados, las rocas y los guijarros esparcidos por un paisaje, los asteroides vienen en una amplia gama de tamaños. Catalogar asteroides en el espacio es complicado porque son débiles y no dejan de ser fotografiados mientras recorren sus órbitas alrededor del Sol.
Recientemente, los astrónomos utilizaron un tesoro de imágenes de archivo tomadas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA para captar visualmente una población en gran parte invisible de asteroides más pequeños en sus pistas. La búsqueda del tesoro requirió examinar 37.000 imágenes del Hubble a lo largo de 19 años. La recompensa fue encontrar 1.701 rastros de asteroides, con 1.031 de los asteroides sin catalogar previamente. Alrededor de 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 esta recompensa por asteroides. 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 de manera efectiva 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 un número tan grande de objetos candidatos", dijo el autor principal, Pablo García Martín, de la Universidad Autónoma de Madrid, España. "Había algún indicio de la existencia de esta población, 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 una gran cantidad de asteroides pequeños favorece la idea de que son fragmentos de asteroides más grandes que han colisionado y se han roto, como cerámica destrozada. Se trata de un proceso de molienda que abarca miles de millones de años.
Una teoría alternativa para la existencia de fragmentos más pequeños es que se formaron de esa manera hace miles de millones de años. Pero no hay ningún mecanismo concebible que impida que se conviertan en una bola de nieve a tamaños más grandes a medida que aglomeran el polvo del disco circunestelar de formación de planetas alrededor de nuestro Sol. "Las colisiones tendrían una cierta firma que podemos usar 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 estelas reveladoras en las exposiciones del Hubble. Visto desde un telescopio terrestre, un asteroide deja una raya a través de la imagen. Los asteroides "fotobombardean" las exposiciones del Hubble al aparecer como rastros curvos e inconfundibles en las fotografías del Hubble.
A medida que el Hubble se mueve alrededor de la Tierra, cambia su punto de vista mientras observa un asteroide, que también se mueve a lo largo de su propia órbita. Al conocer la posición del Hubble durante la observación y medir la curvatura de las rayas, los científicos pueden determinar las distancias a los asteroides y estimar las formas de sus órbitas.
Los asteroides atrapados en su mayoría habitan en el cinturón principal, que se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter. Su brillo se mide con las cámaras sensibles del Hubble. Y comparar su brillo con su distancia permite una estimación del tamaño. Los asteroides más débiles del estudio tienen aproximadamente una cuarenta millonésima parte del brillo de la estrella más débil que puede ser vista por el ojo humano.
"Las posiciones de los asteroides cambian con el tiempo y, por lo tanto, no se pueden encontrar con solo ingresar coordenadas, porque en diferentes momentos, es posible que no estén allí", dijo Merín. "Como astrónomos, no tenemos tiempo para revisar 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 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 (ESDC) del Centro Europeo de Astronomía Espacial, en colaboración con la plataforma Zooniverse, la plataforma de ciencia ciudadana más grande y popular del mundo, y Google.
Un total de 11.482 voluntarios de ciencia ciudadana, que proporcionaron casi 2 millones de identificaciones, recibieron un conjunto de entrenamiento 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 vetas de asteroides previamente desconocidos para caracterizar sus órbitas y estudiar sus propiedades, como los períodos de rotación. Debido a que la mayoría de estas vetas 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 and Astrophysics.
Para saber cómo puede participar en proyectos de ciencia ciudadana relacionados con la NASA, visite https://science.nasa.gov/citizen-science/. La participación está abierta a todas las personas en todo el mundo, no se limita a los ciudadanos o residentes de los EE. UU.
El Telescopio Espacial Hubble ha estado operando durante más de tres décadas y continúa haciendo descubrimientos innovadores que dan forma a nuestra comprensión fundamental del universo. Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio y las operaciones de la misión. Lockheed Martin Space, con sede en Denver, Colorado, también apoya las operaciones de la misión en Goddard. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, que es operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble para la NASA.
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