Met behulp van een nieuwe techniek kunnen onderzoekers nu ruimtekeien van enkele tientallen meters groot opsporen. Veelbelovend, want daardoor kunnen we onze aarde beter beschermen tegen inslagen.
De planetoïde die het dinosaurustijdperk beëindigde was waarschijnlijk zo’n 10 kilometer groot. Gelukkig zijn zulke kolossale inslagen zeldzaam en gebeuren ze slechts eens in de 100 tot 500 miljoen jaar. Kleinere planetoïden, ter grootte van een bus, kruisen echter veel vaker ons pad en raken de aarde gemiddeld eens in de paar jaar. Deze kleinere planetoïden, die nog steeds flink wat schade kunnen veroorzaken, zijn daarentegen veel moeilijker te detecteren. Maar daar komt nu verandering in. Onderzoekers hebben namelijk een nieuwe detectiemethode ontwikkeld waarmee ze zelfs de kleinste ruimtekeien in beeld kunnen krijgen.
Kleine planetoïden
Kleine planetoïden, met een diameter van slechts enkele tientallen meters, ontsnappen makkelijker uit de hoofdgordel (het gebied tussen Mars en Jupiter waar de meeste planetoïden zich bevinden) en veranderen vervolgens geregeld in aardscheerders. Bij een inslag kunnen deze kleine maar krachtige ruimtekeien enorme schokgolven veroorzaken, zoals tijdens de Toengoeska-explosie in Siberië in 1908 en de planetoïde die in 2013 boven Chelyabinsk, in de Oeral, uit elkaar viel. Tot nu toe konden onderzoekers zulke kleine planetoïden alleen in het beste geval enkele uren voor de inslag opsporen. “We konden aardscheerders van 10 meter groot detecteren wanneer ze dichtbij de aarde kwamen”, vertelt hoofdonderzoeker Artem Burdanov. “Maar nu hebben we een manier gevonden om deze kleine planetoïden veel verder weg te spotten, zodat we hun banen nauwkeuriger kunnen volgen, wat van cruciaal belang is voor planetaire verdediging.”
Shift and stack
Het onderzoeksteam richt zich vooral op het ontdekken en bestuderen van exoplaneten. Zo maakten de onderzoekers deel uit van het team dat een planetenstelsel ontdekte rond TRAPPIST-1, een ster op zo’n 40 lichtjaar van de aarde. Burdanov en zijn collega’s vroegen zich echter af of de gegevens die voor exoplaneetonderzoek worden gebruikt, ook ingezet konden worden om planetoïden in ons zonnestelsel op te sporen. Ze gingen aan de slag met shift and stack, een beeldverwerkingstechniek die in de jaren ’90 werd ontwikkeld.
Rekenkracht
Dit was echter nog niet zo eenvoudig. Het toepassen van deze methode om onbekende planetoïden te vinden in beelden die oorspronkelijk voor verre sterren zijn gemaakt, vereist enorme rekenkracht. Dit komt doordat talloze scenario’s voor de mogelijke locatie van een planetoïde getest moeten worden. Voor elk scenario moeten duizenden beelden worden verschoven om te controleren of de planetoïde inderdaad op de voorspelde plek te vinden is. Een paar jaar geleden ontdekten Burdanov en collega’s dat ze dit het beste konden doen met geavanceerde GPU’s – grafische verwerkingsunits die enorme hoeveelheden beeldgegevens supersnel verwerken.
SPECULOOS
Het team testte hun methode eerst op gegevens van de SPECULOOS-survey (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars), een systeem van telescopen op aarde die in de loop der tijd meerdere beelden van een ster maakt. Deze test, samen met een tweede toepassing op gegevens van een telescoop in Antarctica, liet zien dat de onderzoekers inderdaad een groot aantal nieuwe planetoïden in de hoofdgordel konden ontdekken.
James Webb
Voor hun nieuwe onderzoek zochten de onderzoekers naar kleinere planetoïden met behulp van gegevens van de James Webb-ruimtetelescoop, het krachtigste observatorium ter wereld. Webb is bijzonder gevoelig voor infraroodlicht, in plaats van zichtbaar licht. En toevallig zijn planetoïden in de hoofdgordel veel helderder in infrarood, waardoor ze met Webb gemakkelijker op te sporen zijn. Het team paste hun methode toe op Webb-beelden van TRAPPIST-1, die meer dan 10.000 beelden van de ster omvatten, oorspronkelijk verkregen om atmosferen rond de binnenste planeten van het stelsel te onderzoeken.
Kleinste planetoïden ooit waargenomen
De bevindingen zijn veelbelovend. Na het verwerken van de beelden slaagden de onderzoekers er namelijk in om 8 bekende planetoïden in de hoofdgordel te identificeren. Vervolgens ontdekten ze maar liefst 138 nieuwe planetoïden, allemaal met een diameter van enkele tientallen meters – de kleinste planetoïden die tot nu toe in de hoofdgordel zijn waargenomen. Ze vermoeden dat enkele van deze planetoïden uiteindelijk aardscheerders zullen worden. “We dachten dat we slechts een paar nieuwe objecten zouden vinden”, zegt onderzoeker Julien de Wit. “Maar we ontdekten er veel meer dan we hadden verwacht.”
De studie is een belangrijke stap voorwaarts. Tot nu toe konden wetenschappers in de hoofdgordel alleen planetoïden van ongeveer een kilometer in diameter waarnemen. Maar dankzij de nieuwe methode kunnen nu zelfs planetoïden van slechts 10 meter groot worden opgespoord. “Dit is een compleet nieuw, onontgonnen gebied dat we dankzij moderne technologieën ontdekken”, concludeert Burdanov. “Het is een mooi voorbeeld van wat we kunnen bereiken door anders naar gegevens te kijken. Soms leidt dat tot grote doorbraken, zoals nu.”
