Güneş Sistemi'nin Ana Kuşağında Keşfedilen En Küçük Asteroitler

Son iki yüzyılda astronomlar, güneş sisteminin ana kuşağında, çapları yaklaşık bir kilometreye kadar olan bir milyondan fazla asteroit sınıflandırdı. Ancak, daha küçük asteroitler—yakın zamana kadar—izlenemiyordu. Bir bilim insanı ekibi, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) verilerini kullanarak çapı 33 feet (10 metre), yani bir okul otobüsünden büyük olmayan bazı küçük asteroitleri gözlemledi. Mars ve Jüpiter arasındaki ana asteroit kuşağından gelen bu onlarca metrelik asteroitler, güneş radyasyonu ve termal etkiler nedeniyle yörüngelerini değiştirerek kuşaktan kaçma ve her birkaç yılda bir Dünya'ya çarpma eğilimindedirler.

Bu gerçekleştiğinde, önemli hasara yol açabilir. Örneğin, 2013'te Rusya'nın Çelyabinsk kentinde, yaklaşık 60 feet (18 metre) genişliğinde bir asteroit havada patlayarak bir şok dalgası oluşturdu ve binlerce yaralanma ve çok sayıda binada hasara neden oldu. Bu nesneleri ana kuşağında tespit edebilme yeteneği, potansiyel tehditleri izleme kapasitemizi önemli ölçüde artırabilir. MIT'den gezegen bilimcileri Artem Burdanov ve Julien de Wit liderliğindeki bir ekip, bu asteroitleri keşfetmek için James Webb Teleskobu'nun arşiv verilerini ve yeni işleme algoritmalarını kullandı. Nature dergisinde 9 Aralık'ta yayımlanan bir makalede, ana asteroit kuşağında şimdiye kadar bulunan en küçük, 328 feet (100 metre) daha küçük 138 asteroitin keşfini bildirdiler.

Yaklaşımdaki Değişim

2016'dan bu yana, de Wit ve ekibi Şili'deki Geçiş Yapan Gezegenler ve Küçük Gezegenler Teleskobu'nu (TRAPPIST) kullanarak TRAPPIST-1 yıldızı ve sistemindeki birkaç ötegezegen hakkında daha fazla şey öğrenmek sin çalışıyor. Bu çalışmalarda, asteroitler, astrofizikçilerin hedefle aramızdaki gaz ve toz "gürültüsü" ile birlikte filtreledikleri istenmeyen unsurlar olarak görülür. De Wit, bir MIT basın bülteninde şöyle açıklamıştır: "Çoğu gökbilimci için asteroitler, görüş alanınızdan geçen ve verilerinizi etkileyen gökyüzü haşereleri gibidir." Ancak, de Wit ve Burdanov bir fırsat gördü. Asteroitleri filtrelemek yerine, onları yapay izleme adlı bir görüntü işleme tekniği kullanarak bulmayı hedeflediler. Bu yöntem, sabit bir görüş alanının birden fazla kısa pozunu, farklı yönlerde hareket ederken birleştirir.

Eğer soluk bir nesne, görüş alanında kayma ile aynı hız ve yönde hareket ediyorsa, dönüştürülmüş görüntüleri istiflemek onu açığa çıkarabilir—sanki kamera başlangıçta nesneyi takip ediyormuş gibi. Nesne görüş alanında herhangi bir yerde ve herhangi bir yönde hareket edebileceğinden, kapsamlı olası kaymaları test etmek çok fazla hesaplama gerektirir. Tüm bu verileri işlemek için ekip, raf ürünü grafik kartları veya GPU'ları kullanarak bir program yazdı. (Yapay izleme için önceki programlar, daha yavaş olan geleneksel merkezi işlem birimleri veya CPU'lar için yazılmıştı). Ekip, bu yaklaşımı yer tabanlı teleskoplardan gelen kızılötesi verileri kullanarak test etti, bunlar arasında Yaşanabilir Gezegenler Arayışı Ultra Soğuk Yıldız Eclipsing (SPECULOOS) ve Antarktik Geçiş Yapan Ötegezegenler Arayışı (ASTEP) bulunmaktadır. Bu tekniği görülebilir ışık yerine kızılötesi teleskoplarda test ettiler çünkü ana kuşak asteroitleri karanlıktır ama güneş ışığı soğurduklarından kızılötesi dalga boylarında daha kolay tespit edilirler. Bu teknik bir kavram kanıtı olarak başarılı oldu ve 2023 yılında iki makalede bulgularını yayımladılar.

Konunun Ayrıştırılması

Nature dergisinde yayımlanan yeni çalışma için, ekip James Webb Uzay Teleskobu'ndan TRAPPIST-1 gözlemleriyle 93,5 saatlik bir süreden yararlandı. Teleskop, her gözlem oturumu sırasında görüş alanını değiştirmediği için veriler yapay izleme tekniği için idealdi. Her biri bir desimetre boyutunda olan toplam 138 gözlemlenen asteroit, ekibin beklentilerini aştı. Bu asteroitlerden birkaçı bir noktada Dünya'ya yakın bir nesne haline gelebilirken, biri muhtemelen ana kuşak dışında, Jüpiter'in yörüngesi önünde veya arkasında güneşin etrafında dönen bir Truva atı olabilir.

Araştırmacılar nihayetinde James Webb'in ötegezegenlere ait 15 ila 20 ana yıldızın gözlemlerini, ana kuşaktaki yüzlerce desimetre boyutunda asteroiti daha tespit etmek için kullanmayı planlıyorlar. Ekip, buldukları metre ölçekli asteroitlerin büyük sayısının daha önce tespit edilmemiş bir gruba—yani, daha büyük olanların çarpışıp parçalanmasıyla oluşan asteroitlere—karşılaştıklarının bir işareti olduğunu belirtiyor. Burdanov, bir MIT ifadesinde şöyle belirtmiştir: "Modern teknikler sayesinde tamamen yeni, keşfedilmemiş bir alana giriyoruz." "Veriye farklı bir açıdan baktığımızda sahada neler yapabileceğimize harika bir örnektir. Bazen büyük bir ödülü vardır ve bu onlardan biri."