Đài quan sát Vera C. Rubin phát hiện 11.000 tiểu hành tinh mới và đây mới chỉ là khởi đầu

Đài quan sát Vera C. Rubin được xây dựng với một tham vọng lớn: thực hiện Khảo sát Di sản Không gian và Thời gian (LSST) trong 10 năm. Trong quá trình này, đài quan sát dự kiến thu thập khoảng 30 petabyte dữ liệu, bao gồm việc lập danh mục Hệ Mặt Trời, các vật thể chuyển tiếp (như siêu tân tinh) và bản đồ Dải Ngân hà.

Chỉ sử dụng dữ liệu sơ bộ, các nhà khoa học đã phát hiện 11.000 tiểu hành tinh mới trong Hệ Mặt Trời. Kết quả này đã được Trung tâm Tiểu hành tinh của Liên đoàn Thiên văn Quốc tế (IAU-MPC) xác nhận, đánh dấu lô phát hiện tiểu hành tinh lớn nhất trong năm qua.

Mô hình Hệ Mặt Trời bên trong cho thấy các tiểu hành tinh mới được Rubin phát hiện màu xanh ngọc nhạt. Các tiểu hành tinh đã biết là màu xanh đậm.

Những phát hiện này là kết quả của 1 triệu quan sát kéo dài một tháng rưỡi, bao gồm hơn 11.000 tiểu hành tinh mới và hơn 80.000 tiểu hành tinh đã biết. Dữ liệu mới được thu thập như một phần của các cuộc khảo sát tối ưu hóa sớm của Rubin, chứng minh khả năng của các công cụ tinh vi tại đây. Nó cũng mang đến cái nhìn trước về tác động mà Rubin sẽ tạo ra cho khoa học Hệ Mặt Trời khi bắt đầu chiến dịch LSST vào năm tới.

Mario Juric, nhà khoa học dẫn đầu về Hệ Mặt Trời của Rubin và giảng viên tại Đại học Washington, chia sẻ trong một thông cáo báo chí:

"Lô gửi dữ liệu lớn đầu tiên sau lần nhìn đầu tiên của Rubin chỉ là phần nổi của tảng băng chìm và cho thấy đài quan sát đã sẵn sàng. Những thứ từng mất nhiều năm hoặc nhiều thập kỷ để phát hiện, Rubin sẽ tìm ra chỉ trong vài tháng. Chúng ta đang bắt đầu thực hiện lời hứa của Rubin trong việc định hình lại cơ sở dữ liệu Hệ Mặt Trời và mở ra những khám phá mà chúng ta chưa từng hình dung ra."

Phát hiện vật thể gần Trái Đất và xa xôi

Dữ liệu bao gồm 33 vật thể gần Trái Đất (NEO) chưa từng được biết đến, trong đó vật thể lớn nhất có đường kính khoảng 500 mét. Điều này đặc biệt quan trọng vì một số NEO được xếp loại là vật thể nguy hiểm tiềm tàng (PHO) — những vật thể có thể va chạm với Trái Đất trong tương lai. Tuy nhiên, không có vật thể nào trong số mới phát hiện gây đe dọa đến Trái Đất.

Khi hoạt động hết công suất, Rubin dự kiến sẽ tiết lộ gần 90.000 NEO mới, gần như nhân đôi số lượng NEO đã biết có kích thước lớn hơn 140 mét lên khoảng 70%. Điều này sẽ biến Rubin thành một phần quan trọng trong hệ thống phòng thủ hành tinh.

Dữ liệu cũng bao gồm khoảng 380 vật thể vượt Sao Hải Vương (TNO), trong đó hai vật thể có quỹ đạo cực lớn và kéo dài. Tại điểm xa nhất, hai vật thể này (tạm đặt tên là 2025 LS2 và 2025 MX348) nằm cách Mặt Trời khoảng 1.000 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời. Điều này đưa chúng vào nhóm 30 hành tinh nhỏ xa xôi nhất được biết đến.

Phân bố quỹ đạo của 11.097 tiểu hành tinh mới được phát hiện từ Khảo sát Tối ưu hóa Sớm của Đài quan sát Rubin.

Sức mạnh của Thuật toán và Phần mềm

Matthew Holman, cựu Giám đốc MPC và Nhà vật lý thiên văn cấp cao tại Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard & Smithsonian, người đứng đầu công việc về quy trình phát hiện TNO, nhận định:

"Tìm kiếm một TNO giống như tìm kiếm một cây kim trong đống rơm — trong hàng triệu nguồn ánh sáng nhấp nháy trên bầu trời, việc dạy máy tính sàng lọc hàng tỷ kết hợp và xác định những vật thể có khả năng là các thế giới xa xôi trong Hệ Mặt Trời của chúng ta đòi hỏi các phương pháp tiếp cận thuật toán mới lạ."

Cùng với Kevin Napier, Holman đã phát triển các thuật toán để phát hiện các vật thể Hệ Mặt Trời xa xôi bằng dữ liệu của Rubin. Các vật thể như vậy cung cấp một manh mối hấp dẫn về những vùng ngoài cùng của Hệ Mặt Trời, từ việc cho chúng ta biết các hành tinh đã di chuyển như thế nào trong lịch sử sơ khai, đến việc liệu một hành tinh lớn thứ 9 chưa được phát hiện có thể vẫn còn ở đó hay không.

Ari Heinze, trợ lý nghiên cứu tại Đại học Washington, đã xây dựng phần mềm cho phép phát hiện các vật thể này cùng với Jacob Kurlander, một sinh viên tốt nghiệp tại cùng trường. Ông lưu ý:

"Chu kỳ quan sát độc đáo của Rubin đòi hỏi một kiến trúc phần mềm hoàn toàn mới để phát hiện tiểu hành tinh. Chúng tôi đã xây dựng nó và nó hoạt động. Ngay cả với chỉ dữ liệu kỹ thuật sơ bộ, Rubin đã phát hiện 11.000 tiểu hành tinh và đo lường các quỹ đạo chính xác hơn cho hàng chục nghìn tiểu hành tinh khác. Có vẻ khá rõ ràng đài quan sát này sẽ cách mạng hóa kiến thức của chúng ta về vành đai tiểu hành tinh."

Tương lai của khảo sát thiên văn

Việc MPC xác nhận nhóm tiểu hành tinh lớn này cũng có nghĩa là toàn bộ cộng đồng khoa học có thể truy cập dữ liệu, tinh chỉnh quỹ đạo và bắt đầu phân tích ngay lập tức. Và những phát hiện này chỉ là mới bắt đầu, vì LSST thậm chí chưa bắt đầu! Trong suốt cuộc khảo sát mười năm này, các nhà khoa học kỳ vọng Rubin sẽ phát hiện số lượng tiểu hành tinh này mỗi hai đến ba đêm trong vài năm đầu. Điều này sẽ làm tăng gấp ba lần danh sách các tiểu hành tinh đã biết và tăng số lượng TNO đã biết gấp gần 10 lần.

Những phát hiện này là khả thi nhờ sự kết hợp độc đáo của Rubin: gương phản xạ khổng lồ, camera kỹ thuật số LSST (camera lớn nhất từng được chế tạo) và phần mềm cực kỳ tinh vi. Các khả năng này, cùng với các đường ống dữ liệu tiên tiến, đang cho phép phát hiện các vật thể mờ và di chuyển nhanh trong Hệ Mặt Trời của chúng ta. Rubin có thể khảo sát bầu trời với độ nhạy cao hơn khoảng sáu lần so với hầu hết các cuộc tìm kiếm tiểu hành tinh hiện tại, cho phép phát hiện các vật thể nhỏ hơn và xa hơn bao giờ hết.

Người dùng được khuyến khích truy cập trang web Rubin Orbitviewer và Small Body Explorer để tìm hiểu thêm về các tiểu hành tinh mới được phát hiện và tương tác với chúng dưới dạng ảo.