Почему распределение астероидов, открытых в 2010 году, имело радиальную модуляцию?

Этот ответ связан с одним из отличных видео об астероидах Скотта Мэнли « Астероид Дискавери» - 1970-2015 гг. - разрешение 8K . Анимация подчеркивает положение метеоров в момент их открытия, и, наблюдая, можно увидеть, как технология улучшается, и замечать закономерности, когда инструменты направлены в разные стороны, чтобы избежать света от Солнца и (по крайней мере, иногда) Луны. (есть музыка, отрегулируйте громкость соответственно)

Часто встречаются веерообразные рисунки, показывающие направления, на которые указывают более чувствительные телескопы со скромными полями зрения.

Однако я заметил, что только в течение 2010 года, примерно между числами астероидов 500,000и 520,000радиальными полосами на определенных расстояниях от Солнца. Я не вижу, чтобы это случилось в любое другое время во время видео.

Это просто артефакт рендеринга или это реально? Если это реально, что вызвало бы периодическую радиальную модуляцию чувствительности, и только в 2010 году?

примечание 1: YouTube допускает скорость воспроизведения от 25% до 200% и переменное разрешение видео. Я нашел 25% и 1080p оптимальными для моего текущего интернет-соединения и экрана.

примечание 2: для тех, у кого отключен GIF, одно изображение - это GIF.

примечание 3: 2-е изображение содержит несколько обрезанных снимков экрана, подчеркивающих «периодическую радиальную модуляцию чувствительности» при обнаружении астероидов в течение 2010 года, для пояснения.

asteroids

— UHOH
источник

Гиф, который у тебя есть, также почти единственный раз, когда около 5 часов было много открытий. Это, казалось, было еще одним продолжительным паттерном.

— curiousdannii

Одна из первых версий этого видео (я думаю, 1970-2012) включает голос Скотта, который объясняет, что происходит.

— PlasmaHH

Ответы:

Я почти уверен, что радиальная диаграмма, найденная в данных, является результатом приблизительно 90-минутной частоты вращения WISE (продиктованной орбитой спутника), астрометрической точности (около 0,2 угловых секунды в сложенных изображениях вокруг запуска, см. Wright et al. . 2010 ), а также число свободных параметров при подборе орбит астероидов на основе этих данных. Видите ли, на реальных изображениях астероиды выглядят как точки света, которые заметно смещаются между кадрами. IIRC, они ожидали от 7 до 12 наблюдений на астероид. Итак, у вас есть 10-дневные наблюдения продолжительностью около 15 часов, чтобы зафиксировать параметры орбиты астероида вокруг Солнца. Как вы можете себе представить, будет больше параметров, чем может быть идеально согласовано за один проход в одном наборе данных.

На предположение: это связано с квантованием в оценках неопределенности и с тем, как это подается в алгоритм подбора орбиты.

Я не знаю деталей, лежащих в основе чередования, но могу поспорить, что это связано с числовой точностью, используемой при ранней обработке данных. Они либо уточнили орбиты с тех пор, как использовали наблюдения из проходов, разделенных на ~ 6 месяцев, либо изменили способ обработки численной точности в своих астрометрических измерениях с тех пор. Скорее, первое, но я уверен, что вы спросили Эми Майнцер (PI NEOWISE, и глава миссии по поиску астероидов), Roc Cutri (руководитель группы создания баз данных и обработки данных), или любой из людей в команде Майнцера, они могут рассказать вам больше.

Соответствующий фон: я был аспирантом Неда Райта (оригинальный PI из WISE ), и он заставил меня разработать и протестировать алгоритм поиска астероидов в преддверии запуска (мы в конечном итоге не использовали его - он масштабировался как , IIRC, и существующие усилия в литературе масштабируются как или ). Я закончил работать с внегалактической частью команды, поэтому я не знал точных деталей того, что сделала команда Солнечной системы. Я думаю, что спросил их о чередовании во время презентации, но я не помню ответ, поэтому я почти уверен, что ответ был обыденным и неизбежным. $N^2$ $\log(N)$ $N\log(N)$

— Шон Лэйк
источник

Так что, если я вас правильно понимаю, это визуальный артефакт ошибок точности / округления в орбитальных оценках?

— BradC

Я понимаю ваше объяснение, большое спасибо! Если бы можно было установить эксцентриситет на ноль, то 15 часов в этой геометрии и 0,2 угловых секунды могли бы дать вам примерно одну часть на тысячу расстояний до Солнца. Но, конечно, нельзя, так что нет. Интересно, что расстояние между структурами в видео составляет около 0,1 а.е. Я уверен, что это не так просто, как округление, но так интересно думать.

— ухо

Я думал, что видео отображает время появления объекта до его открытия, но орбитальное движение будет таким же, как у более установленных элементов, когда оно будет проверено и получит официальную идентификацию. Но это видео для популярного потребления, а не для чисто научной аудитории, и поэтому орбиты могут основываться на первых оценках первоначального наблюдения. Большое спасибо за ваш ответ и отличное объяснение!

— ухо

@uhoh первое видео было сделано до того, как орбитальные элементы могли быть улучшены.

— Sean Lake

@uhoh 0,2 дуговая секунда - для звезд (в основном наблюдаемых по каналу с самой короткой длиной волны, 3,4 микрона W1) с позициями, зафиксированными в стопке с кодировкой. Я не знаю, какова была точность одиночного кадра, но она почти наверняка хуже, и наблюдения астероидов были в основном обусловлены 12-микронными изображениями, W3, которые были немного менее точными (не настолько, как это предполагали бы дифракционные предельные отношения) ,

— Sean Lake

Ответ основан на неправильном понимании вопроса, оставленном здесь, потому что он содержит некоторые полезные сведения о WISE.

В пироге-форме модели , начиная в 2010 году результаты WISE миссии (смотрите описание видео). Радиальная картина в этих круговых форм не объясняется моим ответом.

Wide-field Infrared Survey Explorer ( WISE ) НАСА - это космический телескоп, запущенный в 2009 году для картирования всего неба в инфракрасном диапазоне.

WISE дважды сфотографировал все небо перед тем, как в 2010 году кончился хладагент. Затем он выполнил короткую миссию NEOWISE, чтобы посмотреть на околоземные объекты (NEO), такие как астероиды и кометы, в течение четырех месяцев, прежде чем перейти в спящий режим в феврале 2011 года. Менее чем через три года, в декабре 2013 года, телескоп был восстановлен, чтобы продолжить свою миссию NEOWISE. Эта работа продолжается сегодня.

Глядя на мудрый:

Вы можете видеть, что телескоп перпендикулярен солнечным панелям, поэтому он будет стремиться смотреть на объекты, перпендикулярные линии Земля-Солнце, что вызывает яркие полосы, которые вы видите на видео.

https://www.space.com/33659-wise-space-telescope.html

— Гоббс
источник

Спасибо за определение инструмента, но это еще не объясняет закономерность. Если вы посмотрите, линии (тонкая структура) «периодической радиальной модуляции» параллельны направлению орбит астероидов. Я добавил примечание 3 и изображение, чтобы выделить эту структуру. Кажется, что это ссылка на расстояние до Солнца для каждого астероида.

— ухо

Я понимаю что ты имеешь ввиду. Nasa имеет визуализацию только данных WISE, и это не показывает этот шаблон: jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6864 и если вы действительно хотите докопаться до сути, вот оригинал данные: cneos.jpl.nasa.gov/stats/wise.html

— Гоббс,

Эй, спасибо за ссылки! Хорошо, я постараюсь посмотреть.

— ухо

Эффект уже виден в первом видео, выпущенном в 2010 году: https://www.youtube.com/watch?v=S_d-gs0WoUw

Что бы это ни стоило, я попытался скачать новейший astorb.dat и построить его, но не смог увидеть эффект там. Так что вполне возможно, что астероиды 2010 года были основаны на предварительных данных WISE и не были настолько точными, а более поздние видео не обновили старые анимации.

И действительно, из комментариев видео 2010 года:

odysseus9672: @szyzyg Я говорил с профессором Райтом, руководителем проекта, и он объяснил, что чередование связано с тем, что Центр малых планет использует метод приближенного подбора для данных WISE. Я думаю, что причина этого (мы оставили здесь комментарии, утвержденные Недом) состоит в том, что данные WISE имеют относительно короткий временной базис (~ 24–48 часов), поэтому ошибки в орбитальных подгонках в любом случае будут довольно большими, так что нет смысла дорабатывать его намного дальше того, что будут поддерживать полосы ошибок.

Скотт Мэнли : @ odysseus9672 Рад услышать объяснение, это в значительной степени подтверждает мои подозрения и заставляет меня спросить, сколько объектов может быть снова потеряно в будущем. Большинство объектов, обнаруженных при сканировании переднего края в январе, будут проходить через противостояние с Землей, и большинство орбит не будут уточнены. Надеемся, что во втором проходе исследования WISE на некоторых из них появятся более длинные дуги, но WISE не хватит охлаждающей жидкости, прежде чем он сможет наблюдать каждый астероид дважды.

— JPA
источник

Ах, вот и все. Я там odysseus9672. :)

— Sean Lake

Спасибо, что закопались и разместили эту информацию! Каков источник изображения?

— ухо

Кроме того, после «оставленного Неда одобренного комментария» мои собственные предположения.

— Шон Лэйк

@uhoh Изображение - это мой собственный сюжет с gnuplot по данным здесь ftp.lowell.edu/pub/elgb/astorb.html . Это просто номер строки по отношению к большой полуоси, поэтому вполне может быть слишком упрощенным, чтобы показать эффект, или параметры орбиты могут быть обновлены (многие из астероидов, первоначально обнаруженных в 2010 году, имеют более позднюю дату обновления для орбиты в этом файле).

— JPA