Wissenschaftler finden neue Kleinplaneten außerhalb von Neptun

Hallo Leser! Mein Name ist Irina, ich leite einen Telegrammkanal über Astrophysik und Quantenmechanik "Quant" . Übersetzte für Sie einen Artikel über die Suche nach Trans-Neptun-Objekten.
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Voyager 2 machte dieses Foto von Neptun im Jahr 1989.

Mithilfe von Daten zur Dunkelenergieforschung (DES) haben Wissenschaftler mehr als 300 Trans-Neptun-Objekte (TNOs) entdeckt - kleine Planeten in den äußersten Ecken des Sonnensystems. Die veröffentlichte Studie beschreibt auch einen neuen Ansatz zum Auffinden von Objekten dieses Typs und kann bei der Suche nach einem hypothetischen neunten Planeten und anderen unentdeckten Planeten helfen. Die Arbeit wurde von dem Doktoranden Pedro Bernardinelli und den Professoren Gary Bernstein und Masao Saco geleitet.

Das Ziel von DES (Dark Energy Survey), das seine sechsjährige Datenerfassung im Januar abgeschlossen hat, ist es, die Natur der Dunklen Energie durch die Erfassung hochpräziser Bilder des südlichen Himmels zu verstehen. Obwohl DES nicht speziell für TNO entwickelt wurde, war es aufgrund seiner Breite und Tiefe in der Lage, neue Objekte außerhalb von Neptun zu finden. „Die Menge an TNO, die Sie finden können, hängt davon ab, welchen Teil des Himmels Sie betrachten und welches schwächste Objekt Sie finden können“, sagt Bernstein.

Da DES zur Untersuchung von Galaxien und Supernovae entwickelt wurde, mussten die Forscher einen neuen Weg entwickeln, um Bewegungen zu verfolgen. Alle ein bis zwei Stunden werden spezielle TNO-Studien durchgeführt, um die Verfolgung ihrer Bewegungen zu erleichtern.

Bernardinelli verwendete DES-Daten für die ersten vier Jahre und begann mit einem Datensatz von 7 Milliarden „Punkten“ - allen möglichen Objekten, die von Software erkannt wurden und über den Hintergrundbildern lagen. Anschließend löschte er alle Objekte, die mehrere Nächte lang vorhanden waren - wie Sterne, Galaxien und Supernovae -, um eine „temporäre“ Liste von 22 Millionen Objekten zu erstellen, bevor er das Massenspiel „Verbinde die Punkte“ startete, um zu bestimmen, wo das Objekt in der Folge erscheinen wird Nächte.

Nachdem 7 Milliarden Punkte auf eine Liste von ungefähr 400 Kandidaten gebracht worden waren, die in mindestens sechs Beobachtungsnächten gesehen wurden, mussten die Forscher die Ergebnisse überprüfen. „Wir haben diese Kandidatenliste und müssen sicherstellen, dass unsere Kandidaten wirklich real sind“, sagt Bernardinelli.

Um ihre Kandidatenliste nach echten TNOs zu filtern, kehrten die Forscher zum ursprünglichen Datensatz zurück, um zu prüfen, ob sie weitere Bilder des betreffenden Themas finden konnten. „Nehmen wir an, wir haben an sechs verschiedenen Abenden etwas gefunden“, sagt Bernstein. - Die TNOs, die es gibt, haben wir tatsächlich für 25 Nächte angegeben. Dies bedeutet, dass es Bilder gibt, in denen er sein sollte, aber nicht den ersten Schritt durchlaufen hat, um als Punkt bezeichnet zu werden. “

Bernardinelli entwickelte eine Methode zum Falten mehrerer Bilder, um eine klarere Ansicht zu erhalten, mit deren Hilfe bestätigt werden konnte, ob es sich bei dem erkannten Objekt um echtes TNO handelt. Es wurde auch bestätigt, dass diese Methode bekannte TNOs in den untersuchten Regionen des Himmels nachweisen kann und dass es möglich ist, gefälschte Objekte zu erkennen, die in die Analyse eingeführt wurden. "Das Schwierigste war, sicherzustellen, dass wir wirklich das finden, was wir finden mussten", sagt Bernardinelli.

Nach vielen Monaten der Entwicklung und Analyse der Methoden entdeckten die Wissenschaftler 316 TNOs, darunter 245 Entdeckungen von DES, und 139 neue Objekte, die zuvor nicht veröffentlicht wurden. Da derzeit nur 3.000 Objekte bekannt sind, repräsentiert dieses DES-Verzeichnis 10% aller bekannten TNOs. Pluto, das berühmteste TNO, ist 40-mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde, und TNO, das mithilfe von DES-Daten gefunden wurde, liegt im Bereich 30- bis 90-mal weiter von der Sonne entfernt. Einige dieser Objekte befinden sich in extrem weit entfernten Umlaufbahnen, die sie weit über Pluto hinausführen.

Nachdem DES abgeschlossen ist, starten die Forscher ihre Analyse erneut, diesmal mit einem niedrigeren Schwellenwert für die Erkennung von Objekten in der ersten Filterstufe. Dies bedeutet, dass das Potenzial für die Suche nach neuen TNOs, möglicherweise bis zu 500, noch größer ist.

Dieser TNO-Katalog wird ein nützliches wissenschaftliches Instrument zur Untersuchung des Sonnensystems sein. Da DES eine Vielzahl von Daten zu jedem erkannten Objekt sammelt, können Forscher versuchen, herauszufinden, woher TNO stammt, da von Objekten, die sich näher an der Sonne bilden, andere Farben erwartet werden als von Objekten, die an weiter entfernten und kälteren Orten entstanden sind. Durch die Untersuchung der Umlaufbahnen dieser Objekte können Wissenschaftler der Entdeckung des neunten Planeten, eines hypothetischen Planeten von der Größe von Neptun, der vermutlich außerhalb von Pluto existiert, einen Schritt näher kommen.

„Es gibt viele Ideen über Riesenplaneten, die sich früher im Sonnensystem befanden und nicht mehr existieren, oder über Planeten, die weit von uns entfernt und massiv sind, aber zu schwach, um es zu bemerken“, sagt Bernstein. - Das Zusammenstellen eines Katalogs ist die interessanteste Entdeckung. Nachdem Sie diese Ressource erstellt haben, können Sie vergleichen, was gefunden wurde und was nach einer Theorie gefunden werden sollte. "