Nel 2019 un gruppo di astronomi ha lanciato Hubble Asteroid Hunter, un progetto citizen science sulla piattaforma Zooniverse. L'obiettivo era analizzare i dati di Hubble per trovare nuovi asteroidi. E ora, i risultati sono stati pubblicati sulla rivista Astronomy and Astrophysics.
"La spazzatura di un astronomo può essere il tesoro di un altro astronomo", ha detto l'autore principale Sandor Kruk del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in un comunicato stampa. Infatti, la maggior parte dei dati in cui il team ha frugato erano stati in gran parte scartati da altri ricercatori non interessati agli asteroidi. In molti casi, si trattava perfino di "rumore" rimosso per far risaltare altri elementi. Ma tutti questi dati secondari non esaminati erano ancora archiviati e disponibili.
Il progetto ha studiato più di 37.000 immagini composite di Hubble, scattate tra il 30 aprile 2002 e il 14 marzo 2021 con la Advanced Camera for Surveys e la Wide Field Camera 3 a bordo del telescopio spaziale. La maggior parte delle foto hanno esposizioni lunghe 30 minuti dove le tracce di asteroidi appaiono come strisce curve.
Un grande lavoro e un grande problema
Questa ricerca, oltre ad aver raggiunto un risultato di successo, dimostra che c'è un problema di fondo: i computer faticano a rilevare queste tracce.
"A causa dell'orbita e del movimento dello stesso Hubble, le strisce appaiono curve nelle immagini, il che rende difficile classificare le tracce di asteroidi, o meglio è difficile dire a un computer come rilevarle automaticamente", ha spiegato Sandor Kruk. "Pertanto, avevamo bisogno di volontari per fare una classificazione iniziale, che abbiamo poi utilizzato per addestrare un algoritmo di apprendimento automatico".
11.482 scienziati cittadini hanno preso parte al progetto. La pagina Hubble Asteroid Hunter su Zooniverse ha avuto oltre 2 milioni di clic e i volontari hanno fornito 1488 classificazioni positive in circa l'1% delle immagini. Il loro lavoro ha addestrato un algoritmo di apprendimento automatico per cercare nel resto delle immagini in modo rapido e accurato. L'algoritmo, depositato su Google Cloud, una volta addestrato, ha contribuito ad altri 900 rilevamenti per un totale di 2487 potenziali tracce di asteroidi nei dati di Hubble.
Poi, gli scienziati professionisti hanno esaminato i dati e, escludendo raggi cosmici e altri oggetti, sono arrivati a 1701 tracce identificate in 1316 immagini di Hubble.
Circa un terzo erano asteroidi conosciuti ma 1031 tracce erano di asteroidi non identificati.
Questa immagine dello studio è una mappa del cielo degli oggetti del Sistema Solare (SSO) identificati nelle immagini archiviate Hubble. Le stelle blu mostrano gli asteroidi conosciuti e identificati. I cerchi arancioni mostrano la posizione degli oggetti per i quali il team non ha trovato alcuna associazione con gli SSO. L'eclittica è indicata in rosso. Le due lacune in questa trama corrispondono al piano galattico, che HST non ha osservato.
Crediti: Hubble Cacciatore di asteroidi
Osservazioni di follow-up
Questi asteroidi sono sfuggiti al rilevamento perché sono più deboli e probabilmente molto più piccoli della maggior parte degli asteroidi rilevati da terra.
Le prossime osservazioni confermeranno quanti di essi sono asteroidi appena scoperti e determineranno le orbite. Alcuni dei 1031 probabilmente non saranno confermati ma il resto aiuterà a rafforzare la nostra comprensione della popolazione di asteroidi del nostro Sistema Solare. "Gli asteroidi sono i resti della formazione del nostro Sistema Solare, il che significa che possiamo saperne di più sulle condizioni in cui sono nati i nostri pianeti", ha spiegato Kruk.
"Una descrizione dettagliata dei piccoli corpi nel Sistema Solare pone vincoli ai diversi scenari di formazione del Sistema Solare, che portano a previsioni concrete sulla dimensione e sulla distribuzione dell'orbita degli oggetti in funzione del tempo", spiegano gli autori. "In particolare, sia le migrazioni dei pianeti giganti che le cascate collisionali hanno effetti sulle dimensioni degli asteroidi e sulle distribuzioni orbitali che potrebbero essere rilevabili con indagini osservazionali appositamente progettate".
Oltre gli asteroidi
Kurt ha accennato al fatto che nei dati ci sarebbero altri ritrovamenti fortuiti, oltre agli asteroidi, che ora il team sta seguendo. E, senza dare altre informazioni, sta lasciando tutti con il fiato sospeso.
Inoltre, ha aggiunto che questo approccio è stato un successo: "L'uso di una tale combinazione di intelligenza umana e artificiale per setacciare grandi quantità di dati è un grande punto di svolta e utilizzeremo queste tecniche anche per altri sondaggi imminenti, come con il telescopio Euclide".
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