哈勃寻找小型主带小行星

就像散布在景观中的巨石、岩石和卵石一样，小行星的大小也多种多样。对太空中的小行星进行编目是很棘手的，因为它们很微弱，而且当它们沿着围绕太阳的轨道快速运行时，它们不会停下来被拍照。

天文学家最近利用宇航局哈勃太空望远镜拍摄的大量存档图像 ，在视觉上捕捉到了其轨道上大部分看不见的小型小行星群。这次寻宝需要仔细阅读 19 年里的 37,000 张哈勃图像。回报是发现了 1,701 条小行星踪迹，其中 1,031 颗小行星以前未编录。这些未编录的小行星中约有 400 颗大小低于 1 公里。

来自世界各地的被称为“公民科学家”的志愿者为这颗小行星的识别做出了贡献。专业科学家将志愿者的努力与机器学习算法相结合来识别小行星。研究人员表示，它代表了一种在跨越数十年的天文档案中寻找小行星的新方法，可以有效地应用于其他数据集。

“我们正在更深入地观察较小数量的主带小行星。我们对看到如此大量的候选天体感到惊讶，”西班牙马德里自治大学的主要作者巴勃罗·加西亚·马丁说。 “有一些迹象表明这个种群的存在，但现在我们正在通过使用整个哈勃档案获得的随机小行星种群样本来证实这一点。这对于深入了解太阳系的进化模型非常重要。”

这个大型随机样本为小行星带的形成和演化提供了新的见解。发现大量小型小行星支持这样一种观点，即它们是较大小行星碰撞和破碎的碎片，就像打碎的陶器一样。这是一个跨越数十亿年的打磨过程。

关于较小碎片存在的另一种理论是，它们是在数十亿年前形成的。但是，当它们聚集太阳周围形成行星的星周盘的尘埃时，没有任何可以想象的机制可以阻止它们像滚雪球一样增大到更大的尺寸。位于西班牙马德里的欧洲太空天文学中心的合著者布鲁诺·梅林说：“碰撞将具有一定的特征，我们可以用它来测试当前的主要带群。”

业余天文学家教人工智能寻找小行星

由于哈勃绕地球运行的速度很快，它可以通过哈勃曝光中小行星的踪迹捕捉到徘徊的小行星。从地球望远镜观察，一颗小行星在图片上留下了一条条纹。小行星“照片炸弹”哈勃曝光，在哈勃照片中呈现出明显的弯曲轨迹。

当哈勃绕地球运行时，它在观察小行星时会改变视角，小行星也沿着自己的轨道移动。通过了解哈勃在观测过程中的位置并测量条纹的曲率，科学家可以确定到小行星的距离并估计其轨道的形状。

被捕获的小行星大多居住在位于火星和木星轨道之间的主带中。它们的亮度是由哈勃的灵敏相机测量的。将它们的亮度与距离进行比较可以估算出大小。调查中最暗的小行星的亮度大约是人眼可见的最暗恒星亮度的四千万分之一。

“小行星的位置会随着时间而变化，因此你无法仅通过输入坐标来找到它们，因为在不同的时间，它们可能不在那里，”梅林说。 “作为天文学家，我们没有时间查看所有小行星图像。因此，我们想到与 10,000 多名公民科学志愿者合作，仔细研究庞大的哈勃档案。”

2019 年，一个国际天文学家小组启动了哈勃小行星猎人项目，这是一个公民科学项目，旨在识别哈勃档案数据中的小行星。该倡议由欧洲科学技术中心 (ESTEC) 和欧洲空间天文学中心科学数据中心 (ESDC) 的研究人员和工程师与全球最大、最受欢迎的公民科学平台 Zooniverse 平台合作开发，谷歌。

随后，总共 11,482 名公民科学志愿者提供了近 200 万个识别信息，他们接受了基于人工智能识别小行星的自动算法的训练集。这种开创性的方法可以有效地应用于其他数据集。

该项目接下来将探索以前未知的小行星的条纹，以表征它们的轨道并研究它们的特性，例如自转周期。由于这些小行星条纹大部分是多年前被哈勃望远镜捕获的，所以现在不可能跟踪它们以确定它们的轨道。

研究 结果 发表在《 天文学和天体物理学》杂志上。