Алгоритм штучного інтелекту виявив «потенційно небезпечний» астероїд

Новий алгоритм штучного інтелекту, запрограмований на полювання на потенційно небезпечні навколоземні астероїди, виявив свій перший космічний камінь. Астероїд шириною приблизно 600 футів (180 метрів) отримав позначення 2022 SF289 і, як очікується, наблизиться до Землі на відстань до 140 000 миль (225 000 кілометрів). Ця відстань менша, ніж відстань між нашою планетою та Місяцем, які в середньому знаходяться на відстані 238 855 миль (384 400 км). Це достатньо, щоб визначити камінь як потенційно небезпечний астероїд (PHA), але це не означає, що він вплине на Землю в осяжному майбутньому.

Програма HelioLinc3D, яка знайшла астероїд, була розроблена, щоб допомогти обсерваторії Віри К. Рубін, яка зараз будується в Північному Чилі, провести майбутній 10-річний огляд нічного неба шляхом пошуку космічних каменів поблизу Землі. Таким чином, алгоритм може мати життєво важливе значення для того, щоб надати вченим інформацію про космічні камені на шляху зіткнення із Землею.

«Демонструючи реальну ефективність програмного забезпечення, яке Рубін використовуватиме для пошуку тисяч поки що невідомих потенційно небезпечних астероїдів, відкриття 2022 SF289 зробить нас усіх безпечнішими», — сказав Арі Хайнце, дослідник Vera C. Rubin.

Десятки мільйонів космічних каменів бродять Сонячною системою, починаючи від астероїдів розміром у кілька футів і закінчуючи карликовими планетами розміром приблизно з Місяць. Ці космічні камені є залишками матеріалу, з якого спочатку утворилися планети приблизно 4,5 мільярда років тому.

Хоча більшість цих об’єктів розташовані далеко від Землі, більшість астероїдів розташовані в головному поясі астероїдів між Марсом і Юпітером, деякі мають орбіти, які наближають їх до Землі. Іноді тривожно близько.

Космічні камені, які наближаються до Землі, визначаються як навколоземні об’єкти (NEO), а астероїди, які наважуються на відстань приблизно 5 мільйонів миль від планети, отримують статус потенційно небезпечних астероїдів (PHA)  . Однак це не означає, що вони вплинуть на планету. Так само, як і у випадку з 2022 SF289, жоден відомий на даний момент PHA не створює ризику впливу принаймні протягом наступних 100 років. Астрономи шукають потенційно небезпечні астероїди та спостерігають за їх орбітами, щоб переконатися, що вони не прямують до зіткнення з планетою. 

Цей новий PHA був знайдений, коли алгоритм полювання на астероїди поєднався з даними дослідження ATLAS на Гаваях, щоб перевірити його ефективність перед завершенням Rubin.  Відкриття 2022 SF289 показало, що HelioLinc3D може виявляти астероїди з меншою кількістю спостережень, ніж дозволяють поточні методи пошуку космічних каменів. 

Рубін готовий приєднатися до потенційно небезпечного полювання на астероїд

Пошук потенційно небезпечних астероїдів передбачає отримання зображень частин неба принаймні чотири рази на ніч. Коли астрономи помічають рухому точку світла, що рухається прямою лінією через серію зображень, вони можуть бути цілком впевнені, що знайшли астероїд. Потім проводяться подальші спостереження, щоб краще обмежити орбіту цих космічних каменів навколо Сонця. 

Однак новий алгоритм може виявити лише два зображення, прискорюючи весь процес. 

На цей час виявлено близько 2350 PHA, і хоча жоден з них не становить загрози зіткнутися з Землею в найближчому майбутньому, астрономи ще не готові розслаблятися, оскільки вони знають, що ще багато потенційно небезпечних космічних каменів ще не знайдено.  За оцінками, обсерваторія Віри Рубін може виявити до 3000 досі не відкритих потенційно небезпечних астероїдів.

Дзеркало Рубіна шириною 27 футів (8,4 метра) і величезна 3200-мегапіксельна камера будуть переглядати місця на нічному небі двічі за ніч, а не чотири рази за ніч, які проводяться нинішніми телескопами. Звідси було створено HelioLinc3D, код, який міг знаходити астероїди в наборі даних Рубіна навіть за меншої кількості доступних спостережень. 

Але розробники алгоритму хотіли дати програмному забезпеченню пробний запуск до завершення будівництва Rubin. Це означало перевірити, чи зможе він знайти астероїд у даних, які вже були зібрані, даних, які містять занадто мало спостережень для нинішніх алгоритмів.

З даними ATLAS, запропонованими як такий тестовий об’єкт, HelioLinc3D розпочав пошук PHA, і 18 липня 2023 року він потрапив у Paydirt, виявивши 2022 SF289. Цей PHA був помічений ATLAS 19 вересня 2022 року, коли він був на відстані 3 мільйони миль від Землі. ATLAS фактично помітив цей новий PHA три рази протягом чотирьох ночей, але не помітив його чотири рази за ту саму ніч, тобто поточні опитування пропустили його. Зібравши разом фрагменти даних за всі чотири ночі, HelioLinc3D вдалося ідентифікувати PHA.

«Будь-яке дослідження викличе труднощі з виявленням таких об’єктів, як 2022 SF289, які знаходяться поблизу межі чутливості, але HelioLinc3D показує, що можна відновити ці слабкі об’єкти, якщо вони видимі протягом кількох ночей», — сказав провідний астроном ATLAS Ларрі Денне. «Це фактично дає нам «більший, кращий» телескоп».

Визначивши місцезнаходження 2022 SF289, астрономи могли потім перевірити відкриття за допомогою інших телескопів, щоб підтвердити існування PHA. 

«Це лише дещиця того, чого можна очікувати від обсерваторії Rubin менш ніж за два роки, коли HelioLinc3D щоночі відкриватиме подібний об’єкт», — сказав учений Rubin та керівник групи HelioLinc3D Маріо Юрич. «Але в ширшому плані це попередній перегляд майбутньої ери астрономії, яка потребує великої кількості даних. Від HelioLinc3D до кодів із підтримкою штучного інтелекту, наступне десятиліття відкриттів стане історією прогресу як у алгоритмах, так і в нових великих телескопах».