Группа астрономов со всего мира, включая команду из Вашингтонского университета под руководством Университета Куинс в Белфасте, представила новое исследование. В нём показано, что новый объект — обсерватория Веры Рубин, запуск которой ожидается позже в 2025 году, — обнаружит миллионы новых объектов Солнечной системы.
Обсерватория Веры Рубин, финансируемая Национальным научным фондом США и Министерством энергетики США, призвана революционизировать наши знания о «малых телах» Солнечной системы — астероидах, кометах и других малых планетах.
Построенная на хребте Серро-Пачон в северной части Чили, обсерватория оснащена 8,4-метровым обзорным телескопом Симони с уникальной конструкцией из трёх зеркал, способным каждые несколько ночей проводить обзор всего видимого неба.
В её основе — крупнейшая в мире цифровая камера — 3,2-гигапиксельная камера Legacy Survey of Space and Time (LSST), охватывающая поле зрения в 9,6 квадратных градуса с шестью фильтрами, что примерно в 45 раз превышает площадь полной Луны. Вместе эта «широкоугольная, быстрая, глубокая» система будет генерировать 20 терабайт данных каждую ночь, создавая беспрецедентный покадровый «фильм» космоса в течение следующих 10 лет и невероятно мощный набор данных для картографирования Солнечной системы.
Команда астрономов под руководством Мэг Швамб из Университета Куинс создала Sorcha — инновационное программное обеспечение с открытым исходным кодом, используемое для прогнозирования возможных открытий.
Sorcha — это первый комплексный симулятор, который использует запланированный график наблюдений обсерватории Веры Рубин. Он применяет предположения о том, как обсерватория Веры Рубин видит и обнаруживает астрономические источники на своих изображениях, с использованием наилучшей модели того, как Солнечная система и её резервуары малых тел выглядят сегодня.
«Точное программное обеспечение для моделирования, такое как Sorcha, имеет решающее значение, — сказала Швамб, научный сотрудник Школы математики и физики Университета Куинс. — Оно сообщает нам, что обнаружит обсерватория Веры Рубин, и позволяет нам интерпретировать это. Наши знания о том, какие объекты заполняют Солнечную систему Земли, скоро расширятся в геометрической прогрессии».
Помимо восьми крупных планет, в Солнечной системе обитает огромное количество малых тел, которые сформировались вместе с планетами более 4,5 миллиардов лет назад. Многие из этих меньших по размеру тел практически не изменились с момента зарождения Солнечной системы, действуя как палеонтологическая летопись её первых дней. Изучая их орбиты, размеры и состав, астрономы могут реконструировать, как планеты формировались, мигрировали и эволюционировали.
Эти объекты, насчитывающие десятки миллионов, предоставляют мощное окно в такие процессы, как доставка воды и органических материалов на Землю, изменение орбит планет-гигантов и постоянный риск, который представляют те, чьи орбиты приближают их к нашей планете.
Помимо Университета Куинс и Вашингтонского университета, в международную команду входят исследователи из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт и Университет Иллинойса в Урбане-Шампейне.
Серия статей, описывающих программное обеспечение и прогнозы, была принята к публикации в Astronomical Journal и доступна сейчас на сервере препринтов arXiv.
Помимо обнаружения этих новых малых тел, обсерватория Веры Рубин будет наблюдать их несколько раз, используя разные оптические фильтры, чтобы выявить их цветовые характеристики поверхности.
«С каталогом объектов Солнечной системы LSST наша работа показывает, что это будет похоже на переход от чёрно-белого телевидения к яркому цвету», — сказал Джо Мюртейг, докторант Университета Куинс. «Это очень волнительно — мы ожидаем, что миллионы новых объектов Солнечной системы будут обнаружены, и большинство из них будет обнаружено в первые несколько лет исследования неба».
Моделирование команды показывает, что LSST обсерватории Веры Рубин — это уникальная возможность заполнить недостающие части нашей Солнечной системы, — сказал Марио Юриц, член команды Sorcha и профессор астрономии Вашингтонского университета.
«Наши моделирования предсказывают, что обсерватория Веры Рубин расширит известные популяции малых тел в 4–9 раз, предоставив беспрецедентное количество орбит, цветов и световых кривых, — сказал Юриц. — С этими данными мы сможем обновить учебники по формированию Солнечной системы и значительно улучшить нашу способность обнаруживать — и потенциально отклонять — астероиды, которые могут угрожать Земле».
Запуск обсерватории Веры Рубин запланирован на 23 июня, где мир сможет увидеть первые впечатляющие изображения и оценить возможности исследования. Полноценные научные операции начнутся позже в этом году.