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우주 이야기 1405 - 수많은 소행성을 찾아낸 허블 우주 망원경



 (This Hubble Space Telescope image of the barred spiral galaxy UGC 12158 looks like someone took a white marking pen to it. In reality, it is a combination of time exposures of a foreground asteroid moving through Hubble's field of view, photobombing the observation of the galaxy. Several exposures of the galaxy were taken, which is evidenced in the dashed pattern. The asteroid appears as a curved trail due to parallax because Hubble is not stationary but orbiting Earth, and this gives the illusion that the faint asteroid is swimming along a curved trajectory. The uncharted asteroid is inside the asteroid belt in our solar system and hence is 10 trillion times closer to Hubble than the background galaxy. Rather than a nuisance, this type of data is useful to astronomers for doing a census of the asteroid population in our solar system. Credit: NASA, ESA, Pablo García Martín (UAM); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI); Acknowledgment: Alex Filippenko (UC Berkeley))

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(This graph is based on Hubble Space Telescope archival data that was used to identify a largely unseen population of very small asteroids in their tracks. The asteroids were not the intended targets, but instead photobombed background stars and galaxies in Hubble images. The comprehensive treasure hunt required perusing 37,000 Hubble images spanning 19 years. This was accomplished by using "citizen science" volunteers and artificial intelligence algorithms. The payoff was finding 1,701 asteroid trails of previously undetected asteroids. Credit: Pablo García Martín (UAM), Elizabeth Wheatley (STScI))

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허블 우주 망원경은 100억 광년 이상 떨어진 먼 우주를 관측하는데 큰 공을 세웠지만, 지구에서 가까운 주소행성대 소행성을 관측하는데도 유용합니다. 이들 대부분이 지상 망원경으로 관측하기에 너무 어둡기 때문입니다.

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하지만 그렇다고 해서 새로운 소행성을 찾기 위해 허블 우주 망원경을 임무에 투입할 필요는 없습니다. 30년 이상 현역에 있으면서 찍어 놓은 수많은 사진에 우연히 걸린 소행성 이미지 만으로도 충분합니다. 문제는 수많은 사진에서 소행성을 분류하는 것입니다.

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스페인 마드리드 자율 대학의 파블로 가르시아 (Pablo García Martín of the Autonomous University of Madrid, Spain)가 이끄는 국제 과학자팀은 수많은 시민 과학자의 도움으로 이 작업을 해냈습니다.

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연구팀은 허블 우주 망원경이 19년 동안 찍은 3만 7천 장의 천체 사진 가운데 소행성으로 의심되는 흔적을 추적했습니다. 소행성은 본래 허블 우주 망원경이 관측하려고 했던 별이나 은하보다 매우 가까운 위치에 있어 아주 빨리 움직이는 것처럼 보입니다. 따라서 대개 점이 아니라 선처럼 나타납니다. (사진 참조)

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연구팀은 주니버스 플랫폼 (Zooniverse platform)을 통해 11,482명의 자발적인 시민 과학자의 도움을 받아 소행성 같은 흔적 200만 개를 발견했습니다. 시민 과학자가 흔적을 발견하면 이를 토대로 훈련한 인공지능을 통해 분류한 결과 1,701개의 소행성 흔적을 확인했습니다.

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연구팀에 따르면 이번에 발견된 소행성 가운데 1,031개는 지금까지 보고된 적이 없는 소행성이었으며 400개 정도는 지름 1km 미만이었습니다. 허블 우주 망원경 덕분에 비교적 작은 크기의 소행성을 대거 발견한 것입니다. 이들은 대부분 주소행성대 소행성입니다.

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앞으로 제임스 웹 우주 망원경을 비롯해 앞으로 발사 예정인 로만 우주 망원경을 이용하면 같은 방법으로 태양계 내 수많은 소행성을 새로 발견할 수 있을 것으로 생각합니다. 여기서 또 어떤 흥미로운 이야기가 나올지 궁금합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2024-04-hubble-small-main-belt-asteroids.html

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Pablo García-Martín et al, Hubble Asteroid Hunter, Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202346771

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