天文学者たちは、クラウドの利用が小惑星発見の競争を加速させる方法を実証している
天文学者たちは、ワシントン大学で開発されたクラウドベースの技術を用いて、100個以上の小惑星群を特定・追跡することに成功した。この成果は、潜在的に脅威となる宇宙の岩石の発見を飛躍的に加速させる可能性がある。
この手法は、ADAM（Asteroid Discovery Analysis and Mapping）と呼ばれるオープンソースの解析プラットフォームと、最近開発されたTHOR（Tracklet-less Heliocentric Orbit Recovery）と呼ばれるアルゴリズムを活用しています。THORアルゴリズムは、ワシントン大学小惑星研究所フェローのヨアヒム・モイエンス氏と、同大学DiRAC研究所所長のマリオ・ジュリック氏によって開発されました。
ADAM と THOR の連携は、聖書の物語とマーベルのコミックの融合のように聞こえるかもしれませんが、このダイナミックなデュオのスーパーパワーは完全に科学的なものです。ADAM が THOR アルゴリズムを実行すると、ソフトウェアは、大規模な天文観測データベースを精査することで、これまで未確認の小惑星であっても、小惑星の軌道を判定できます。
ADAM は、カリフォルニアに拠点を置く B612 財団のプログラムである小惑星研究所の長期プロジェクトです。
「小惑星の発見と追跡は、太陽系を理解し、宇宙開発を可能にし、地球を小惑星の衝突から守るために不可欠です」と、NASAの元宇宙飛行士で、小惑星研究所の事務局長であるエド・ルー氏は本日のニュースリリースで述べた。「ADAMでTHORが稼働することで、アーカイブを持つあらゆる望遠鏡が小惑星探査望遠鏡になることができます。」
この技術の威力を実証するため、モイエンス氏はTHORを使用して、2012年から2019年の間にアメリカ国立光学天文台の望遠鏡によって行われた約680億回の観測のコレクションであるNOIRLabソースカタログの30日分の画像を分析した。
「小惑星研究所のADAMプラットフォームは、THORアルゴリズムに最適です」とモイエンス氏は説明した。「Google Cloud上に構築されたADAMは、そのスケーラビリティと計算能力に優れており、THORの発見アルゴリズムとしての潜在能力を最大限に引き出し、最終的にはこれまでアーカイブデータセットで検出されていなかった小惑星を発見することを可能にします。」
THOR衛星によって検出された1,354個の小惑星の中から、モイエンス氏は113個の候補天体を抽出し、国際天文学連合（IAU）の小惑星センター（MCC）に提出した。小惑星の権威あるリストを管理するMCCは、このうち104個をリストに追加した。（残りの9個は、以前から知られていた小惑星であることが判明した。）
104個の小惑星のほとんどは、火星と木星の間にあるメインベルトにあります。地球に脅威を与えるものはありません。
新しい小惑星探索技術の検証により、NOIRLabや他の望遠鏡チームのデータセット内に隠された何万もの小惑星を発見する道が開かれる可能性があります。
こうした展開は、これ以上ないタイミングで起こりました。
小惑星を発見するには、その軌道を記述できることが必須です。小惑星センターのリストに掲載されている75万個以上の小惑星のほぼすべては、軌道の変化を追跡することで特定されており、その多くは一晩の間に観測された変化から始まります。
近年、コンピューターはこうした追跡作業の面倒な作業を大幅に軽減してきました。しかしながら、天文学者が「トラックレット」と呼ぶ一夜ごとの軌跡に頼るだけでは、限界があります。
「天文学者は現在の技術と望遠鏡で発見できるものの限界に達しつつある」とジュリック氏は語った。
ジュリック氏はGeekWireに対し、天文学の進化の初期段階は「大きなガラス、さらに大きなガラス、さらに大きなガラス」に焦点を当てていたと語った。
「その後、カメラは大型化し、さらに大型化し、機器もさらに大型化しました」と彼は語った。「これからは、その部品にソフトウェアを追加する必要があります。なぜなら、まさにそこにこそ次のブレークスルーが起こる可能性が高いからです。」
Google Cloud を活用した ADAM-THOR 技術では、異なる時間に撮影された夜空のアーカイブ画像を調べ、そのデータから推定して、軌道上の異なる地点にある同じ小惑星を正確に特定することができます。
ジュリック氏とモイエンス氏は共に、最初の104個の小惑星を特定したのはほんの始まりに過ぎないと述べた。「これは、データセットに含まれる可能性のあるもののほんの一部に過ぎません」とモイエンス氏はGeekWireに語った。ジュリック氏は、最初の分析ラウンドではNOIRLabのデータセット全体のわずか0.2%しか調べられていないと推定している。データベース全体を調べるには数ヶ月かかるだろう。
「楽しい夏になるでしょう」とユリックさんは語った。
モイエンス氏は、「トラックレットレス」の探査技術はアーカイブ検索に限定される必要はないと述べた。「さらなる開発により、ADAM-THORは世界中の望遠鏡から送られてくる観測データに基づいて、リアルタイムで小惑星発見を実行できるようになるでしょう」と彼は述べた。
2024年にチリでヴェラ・C・ルビン天文台（およびシアトルのソフトウェア界の大富豪チャールズ・シモニにちなんで名付けられたシモニ・サーベイ望遠鏡）が稼働を開始すると、リアルタイムの発見のペースが急激に加速することが期待されている。
ウィスコンシン大学のDiRAC研究所は、ルービン天文台のデータ解析において重要な役割を果たす予定です。「太陽系研究にとって、この天文台は一世代に一度あるかないかの変革をもたらすでしょう」とジュリック氏は述べました。「今後の見通しを分かりやすくするために、年間1～10個の恒星間天体が発見されると予想しています。太陽系外天体の数は10倍、小惑星の総数は5倍に増加するでしょう。」
THOR は小惑星以外にも、太陽系の他の種類の天体、場合によっては惑星を発見するのにも使用できる可能性があります。
「私たちは太陽系外縁天体を観測しており、観測所が観測できる深さを実質的に2倍に広げようとしています」とユリック氏は述べた。「つまり、第9惑星や準惑星のような天体を探す従来の方法の2倍の深さまで観測できるということです。」
小惑星研究所も、B612財団からの資金援助のおかげで、大きな役割を果たすことになるだろう。
先週、B612財団は、小惑星研究所とADAMプロジェクトを支援するために130万ドルの寄付を受けたと発表しました。また、ティトズ・ハンドメイド・ウォッカからも、100万ドルまでの寄付に対して同額を拠出することを約束されました。
「資金提供パートナーの皆様のご厚意に深く感謝し、深く感銘を受けています」と、B612財団の会長兼最高経営責任者であるダニカ・レミー氏はニュースリリースで述べています。「長年にわたる、そして将来にわたる皆様のご支援と、ティトのマッチングチャレンジは、私たちの技術チームの規模拡大と、科学、技術、教育におけるパートナーシップの拡大に役立っています。」
レミー氏によると、小惑星に伴う危険性と潜在的な利益についての意識を高めるために20年前に設立されたB612財団は、ADAMの発展のために3年間でさらに400万ドルの資金調達を目標としている。「この資金により、ADAMはベラ・ルビン天文台とその宇宙と時間のレガシー・サーベイから得られる過去のデータと将来のデータを分析することができ、新たな小惑星の発見と軌道の解明が可能になります」とレミー氏は述べた。
このレポートは、ワシントン大学の天文学者 Joachim Moeyens 氏と Mario Juric 氏の引用を加えて更新されました。
