В открытие и опознание новых астероидов внесли вклад добровольцы со всего мира. Профессиональные исследователи объединили их усилия с алгоритмами машинного обучения для идентификации обнаруженных объектов. По словам ученых, это новый подход к поиску астероидов в астрономических архивах, охватывающих десятилетия, и его можно эффективно применить к другим наборам данных.

"Мы все глубже приближаемся к наблюдению меньшей популяции астероидов главного пояса. Мы были удивлены, увидев такое большое количество объектов-кандидатов, — говорит ведущий автор Пабло Гарсиа Мартин из Автономного университета Мадрида. — Был некоторый намек на то, что популяция существует, но теперь мы подтверждаем это случайной выборкой, полученной с использованием всего архива Хаббла".

Большая случайная выборка дает новое представление о формировании и развитии пояса астероидов. Обнаружение множества маленьких объектов подтверждает идею о том, что они представляют собой фрагменты более крупных, которые столкнулись и раскололись, как разбитая керамика. Это процесс измельчения, занимающий миллиарды лет.

Альтернативная теория гласит, что они уже появились такими. Но не существует никакого мыслимого механизма, который удерживал бы их от увеличения размеров подобно снежному кому по мере того, как они собирают пыль из околозвездного диска, образующего планеты, вокруг нашего Солнца. 

"У столкновений будет определенная сигнатура, которую мы сможем использовать для проверки нынешней численности главного пояса", — отмечает соавтор исследования Бруно Мерин из Европейского центра космической астрономии в Мадриде.

Благодаря быстрой орбите Хаббла вокруг Земли он может захватывать блуждающие астероиды по их характерным следам на снимках. Если смотреть в наземный телескоп, то эти объекты оставляют на изображениях полосу. Астероиды "фотобомбят" снимки Хаббла, формируя легко узнаваемые изогнутые следы.

По мере движения космической обсерватории вокруг Земли, она меняет свою точку зрения, наблюдая за астероидом, который также движется по собственной орбите. Зная положение Хаббла во время наблюдения и измеряя кривизну полос, ученые могут определить расстояния до астероидов и оценить формы их траекторий.

Запечатленные астероиды в основном находятся в главном поясе, который лежит между орбитами Марса и Юпитера. Их яркость измеряется чувствительными камерами Хаббла, и сравнение этого показателя с расстоянием позволяет оценить размер. Яркость самых темных из наблюдаемых астероидов примерно в сорок миллионов раз меньше самой тусклой звезды, которую можно увидеть человеческим глазом.

"Положения астероидов меняются со временем, и поэтому вы не можете найти их, просто введя координаты, потому что в разное время их там может не быть, — говорит Мерин. — У нас, астрономов, нет времени просматривать все изображения астероидов. Поэтому  возникла идея сотрудничать с более чем 10 000 добровольцами, чтобы изучить огромные архивы Хаббла".

В 2019 году международная группа астрономов запустила Hubble Asteroid Hunter — гражданско-научный проект по выявлению астероидов в архивных данных Хаббла. Инициатива была разработана исследователями и инженерами Европейского научно-технического центра (ESTEC) и научного центра данных Европейского центра космической астрономии (ESDC) в сотрудничестве с Zooniverse, крупнейшей и самой популярной в мире платформой гражданской науки, и Google.

В общей сложности 11 482 добровольца, предоставили почти два миллиона идентификаций. Затем они получили обучающий набор для автоматизированного алгоритма опознания астероидов. Этот новаторский подход может быть эффективно применен к другим данным.

В будущем в рамках проекта будут изучены полосы ранее неизвестных астероидов, чтобы охарактеризовать их орбиты и изучить их свойства. Поскольку большая часть этих следов была запечатлена Хабблом много лет назад, сейчас невозможно проследить за ними и определить их орбиты.

Результаты опубликованы в журнале Astronomy and Astrophysicals.