На окраинах Солнечной системы обнаружено более ста новых объектов


Иллюстрация Reidar Hahn, Fermilab.

Расположение транснептуновых объектов, открытых благодаря проекту DES. Перевод Вести.Наука.

Расположение транснептуновых объектов, открытых благодаря проекту DES. Перевод Вести.Наука.
Иллюстрация Pedro Bernardinelli.

Расположение транснептуновых объектов, открытых благодаря проекту DES. Перевод Вести.Наука.

Далеко за орбитой Нептуна было обнаружено более сотни новых астероидов. Возможно, это достижение поможет отыскать и таинственную "планету X".

Проект Dark Energy Survey (DES), то есть "Обзор [с целью изучения] тёмной энергии", стартовал в 2013 году и недавно завершился. В течение шести лет астрономы наблюдали площадку в 5000 квадратных градусов (примерно восьмая часть всего неба). Для этого использовался четырёхметровый телескоп Blanco обсерватории CTIO, расположенной в Чилийских Андах.

За это время астрономы собрали данные о более чем 300 миллионах далёких галактик. Основной целью этой работы, как явствует из названия, было изучение тёмной энергии – таинственной субстанции, которая заставляет Вселенную расширяться с ускорением.

Однако столь обширный наблюдательный материал может (и должен) быть использован учёными и не только по прямому назначению. Поэтому астрономы проявляют изобретательность и выжимают из него всю возможную информацию. Например, исследователи уже использовали его для изучения сверхновых и картирования тёмной материи.

Кроме того, чувствительность телескопа и широкое поле обзора оказалось удобным для поиска транснептуновых объектов (ТНО) – небольших небесных тел, обращающихся вокруг Солнца за орбитой Нептуна.

Их можно назвать астероидами, хотя специалисты обычно используют этот термин для обозначения тел, находящихся ближе к светилу. В отличие от "настоящих" астероидов, ТНО состоят по большей части изо льда, а не из камня. Самые крупные из известных астрономам ТНО – Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида – относятся к карликовым планетам.

Сегодня известно около 3000 транснептуновых объектов. Новая работа увеличивает это число на 139 небесных тел.

Расположение транснептуновых объектов, открытых благодаря проекту DES. Перевод Вести.Наука.

Как нетрудно догадаться, поиск подобных объектов – дело кропотливое. Чтобы отличить объект Солнечной системы от фоновых звёзд, нужно зафиксировать его движение по небу. Инструменты, специально нацеленные на поиск ТНО, делают снимки каждый час или два. По ним легко понять, смещается ли объект. В рамках DES данные обновлялись реже. Поэтому авторам пришлось разработать целый пакет алгоритмов, призванных найти небесных странников на фоне неподвижных и невозмутимых далёких звёзд.

Используя данные за первые четыре года, авторы выделили на снимках семь миллиардов точек, яркость которых превышала фоновую на некоторую пороговую величину. Затем они удалили объекты, остававшиеся на одном и том же месте в течение нескольких ночей (звёзды, галактики и так далее). Осталось 22 миллиона потенциальных ТНО.

Затем исследователи сравнивали снимки, чтобы увидеть точки, которые не исчезли на следующую ночь в никуда, а лишь слегка переместились. Обнаружив след такого "путешественника" на нескольких фотографиях, учёные вычисляли его возможную траекторию и проверяли, появился ли он на следующих изображениях там, где должен был.

В итоге авторы обнаружили 316 ТНО. Из них 177 уже были известны человечеству (в том числе 106 были обнаружены в данных DES благодаря предыдущим исследованиям). 139 же стали абсолютно новым "уловом".

Найденные в данных DES объекты находятся на расстояниях от 30 до 90 астрономических единиц от Солнца (одна а.е. равна расстоянию между светилом и нашей планетой). Для сравнения: Плутон находится в 40 а.е. от Солнца, а самый далёкий известный объект в Солнечной системе – в 120 а.е.

Теперь астрономы проводят повторный анализ данных с меньшим порогом обнаружения, надеясь открыть ещё более тусклые объекты.

Также авторы отмечают, что разработанный ими алгоритм может пригодиться для поиска ТНО на других телескопах, наблюдательные программы которых не были для этого предназначены.

Нет нужды говорить, что "перепись населения" окраин Солнечной системы интересна и сама по себе. Но в рамках проекта DES тщательно фиксировался спектр наблюдаемых объектов. Это означает, что в дальнейшем можно будет определить не только размер "новичков", но и их химический состав.

Существует, впрочем, и ещё одна причина для подобных исследований. "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно писали о гипотезе, согласно которой за орбитой Нептуна существует таинственная "планета X". Тщательное наблюдение за орбитами сразу многих транснептуновых тел поможет астрономам понять, верно ли это интригующее предположение.

Подробнее об исследовании рассказывает научная статья, опубликованная в издании Astrophysical Journal Supplement Series.