Para Astronom Menemukan 1.701 Jejak Asteroid Baru dalam Gambar Hubble

Melalui penggabungan kecerdasan buatan dengan banyak mata manusia yang tajam, para astronom telah menemukan 1.701 jejak asteroid baru dalam data arsip dari Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA/ESA, yang terdiri dari lebih dari 37.000 gambar yang membentang selama dua dekade. Proyek tersebut, yang diterbitkan dalam jurnal Astronomy & Astrophysics pada 6 Mei 2022 berjudul “Hubble Asteroid Hunter I. Identifying asteroid trails in Hubble Space Telescope images”, mencerminkan nilai Hubble bagi para ilmuwan sebagai pemburu asteroid dan bagaimana masyarakat dapat secara efektif berkontribusi pada inisiatif sains warga.

Pada Hari Asteroid Internasional pada Juni 2019, sekelompok astronom internasional meluncurkan Hubble Asteroid Hunter, yaitu sebuah proyek sains warga untuk mengidentifikasi asteroid dalam arsip data Hubble. Inisiatif ini telah dikembangkan oleh para peneliti dan insinyur di European Science and Technology Centre (ESTEC) dan European Space Astronomy Centre’s Science Data Centre (ESDC), bekerja sama dengan platform Zooniverse, yakni platform sains warga terbesar dan terpopuler di dunia, dan juga Google.

“Karya ini adalah contoh yang bagus tentang bagaimana sains kebetulan dapat terjadi dalam kumpulan data yang besar,” komentar peneliti asteroid Bill Bottke dari Southwest Research Institute, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Pada tahun 1998 Robin Evans dan Karl Stapelfeldt (keduanya di Jet Propulsion Laboratory) menemukan lusinan asteroid "photobombing" dengan memeriksa gambar Hubble secara visual. Akan tetapi sejak itu, tidak ada yang melakukan pencarian khusus lainnya. “Evans dan saya terlalu sibuk dengan proyek lain untuk mengikuti alur pencarian gambar Hubble baru,” kata Stapelfeldt.

Sandor Kruk dari Institut Fisika Luar Angkasa Max Planck, Jerman, dan Pablo García Martín dari  Universitas Otonomi Madrid, Spanyol, mengambil pendekatan yang berbeda. Berdasarkan pengalaman Kruk dengan GalaxyZoo, program sains warga yang awalnya dikembangkan untuk membantu para astronom mengklasifikasikan galaksi, mereka mengembangkan program serupa yang disebut Hubble Asteroid Hunter, dan meminta bantuan ribuan sukarelawan dari seluruh dunia.

Para astronom secara kolektif mengidentifikasi lebih dari 37.000 gambar komposit yang diambil antara April 2002 dan Maret 2021 dengan instrumen ACS dan WFC3 Hubble. Dengan waktu pengamatan khas 30 menit, jejak asteroid muncul sebagai garis lengkung atau guratan dalam gambar ini.

Lebih dari 11.400 anggota masyarakat mengklasifikasikan dan menganalisis gambar-gambar ini. Lebih dari 1.000 jalur telah diidentifikasi, menyediakan satu set pelatihan untuk algoritma otomatis berdasarkan kecerdasan buatan. Kombinasi ilmu warga dan AI menghasilkan kumpulan data akhir yang berisi 1.701 jejak dalam 1.316 gambar Hubble. Peserta proyek juga menandai berbagai objek astronomi lainnya, seperti lensa gravitasi, galaksi, dan nebula. Relawan mendiskusikan temuan mereka dan mencari bantuan dari ilmuwan dan peserta lain melalui forum proyek.

Kira-kira sepertiga dari jejak asteroid yang terlihat dapat diidentifikasi dan dikaitkan dengan asteroid yang diketahui di Pusat Planet Kecil International Astronomical Union, basis data terbesar objek Tata Surya. Ini meninggalkan 1.031 jejak tak dikenal yang samar dan kemungkinan merupakan asteroid yang lebih kecil daripada yang terdeteksi dalam survei berbasis darat.

Sebagian besar asteroid ini diperkirakan terletak di Sabuk Utama antara Mars dan Jupiter, di mana asteroid berukuran kecil seperti itu belum dipelajari dengan baik. Jejak-jejak ini dapat memberikan petunjuk mendalam kepada para astronom tentang kondisi di tata surya awal ketika planet-planet terbentuk.

Proyek ini telah menyoroti potensi Hubble untuk menggambarkan asteroid yang sebelumnya tidak dikenal dan mewakili pendekatan baru untuk menemukan asteroid dalam arsip astronomi yang mencakup beberapa dekade, yang dapat diterapkan secara efektif ke kumpulan data lain. Selain menggambarkan nilai Hubble sebagai pemburu asteroid, itu juga memperkuat minat publik untuk berkontribusi terhadap upaya ilmiah dan nilai upaya sains warga.

Selanjutnya, proyek ini akan mengeksplorasi 1.031 garis asteroid yang sebelumnya tidak diketahui untuk mengarakterisasi orbitnya dan mempelajari sifat-sifatnya, seperti ukuran dan periode rotasinya. Karena sebagian besar garis asteroid ini ditangkap oleh Hubble bertahun-tahun yang lalu, tidak mungkin untuk mengikutinya sekarang dan menentukan orbitnya.

Namun, dengan menggunakan Hubble, para astronom dapat menggunakan efek paralaks untuk menentukan jarak ke asteroid yang tidak diketahui dan membatasi orbitnya. Saat Hubble bergerak mengelilingi Bumi, ia mengubah sudut pandangnya saat mengamati asteroid yang juga bergerak pada orbitnya sendiri. Dengan mengetahui posisi Hubble selama pengamatan dan mengukur kelengkungan garis-garis, para ilmuwan dapat menentukan jarak ke asteroid dan memperkirakan bentuk orbitnya. Beberapa pengamatan Hubble yang lebih lama memfasilitasi pengukuran kurva cahaya untuk asteroid, dari mana tim dapat mengukur periode rotasi mereka dan menyimpulkan bentuknya.