Pourquoi la distribution des astéroïdes découverts en 2010 avait-elle une modulation radiale?

Cette réponse renvoie à l'une des excellentes vidéos d' astéroïdes de Scott Manley Asteroid Discovery - 1970-2015 - Résolution 8K . L'animation met en évidence les positions des météores au moment de leur découverte, et en observant, on peut voir la technologie s'améliorer et remarquer des motifs alors que les instruments sont pointés dans des directions différentes pour éviter la lumière du soleil et (au moins parfois) de la lune. (il y a de la musique, ajustez le volume en conséquence)

Il y a souvent des motifs en éventail montrant les directions vers lesquelles des télescopes plus sensibles avec des champs de vision modestes sont pointés.

Cependant, j'ai remarqué que seulement au cours de l'année 2010, à peu près entre le nombre d'astéroïdes 500,000et 520,000il y a des stries radiales à certaines distances du Soleil. Je ne vois pas cela se produire à un autre moment pendant la vidéo.

Est-ce juste un artefact de rendu ou est-ce réel? Si elle était réelle, quelle serait la cause de la modulation radiale périodique de la sensibilité, et seulement en 2010?

remarque 1: YouTube permet des taux de lecture entre 25% et 200% et des résolutions vidéo variables. J'ai trouvé 25% et 1080p optimaux pour ma connexion Internet et mon écran actuels.

note 2: pour ceux dont les GIF sont désactivés, une image est un GIF.

note 3: la 2ème image contient plusieurs captures d'écran recadrées mettant en évidence la "modulation radiale périodique de la sensibilité" dans la détection des astéroïdes en 2010, à des fins de clarification.

asteroids

— uhoh
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Le gif que vous avez là-bas est également à peu près la seule fois où il y a eu beaucoup de découvertes vers 5 heures. Cela semblait être un autre modèle durable.

— curiousdannii

L'une des premières versions de cette vidéo (je pense 1970-2012) comprend une voix off par Scott expliquant ce qui se passe.

— PlasmaHH

Réponses:

Je suis à peu près sûr que le motif radial trouvé dans les données est le résultat de la cadence d'échantillonnage d'environ 90 minutes de WISE (dictée par l'orbite du satellite), de la précision astrométrique (environ 0,2 seconde d'arc dans les images empilées autour du lancement, voir Wright et al. 2010 ), et le nombre de paramètres libres pour ajuster les orbites d'astéroïdes sur la base de ces données. Voyez, dans les images réelles, les astéroïdes apparaissent comme des points de lumière qui se déplacent sensiblement entre les images. IIRC, ils s'attendaient à 7 à 12 observations par astéroïde. Vous avez donc des observations de 10 ish couvrant une quinzaine d'heures pour fixer les paramètres orbitaux de l'astéroïde autour du soleil. Comme vous pouvez l'imaginer, il y aura plus de paramètres que ce qui peut être parfaitement adapté avec un seul passage dans cet ensemble de données seul.

Une supposition: elle est liée à la quantification dans les estimations de l'incertitude et à la façon dont cela alimente l'algorithme d'ajustement d'orbite.

Je ne connais pas les détails de l'entrelacement, mais je parie que cela est lié à la précision numérique utilisée lors du traitement précoce des données. Ils ont soit affiné les orbites depuis qu'ils ont utilisé des observations à partir de passes séparées par environ 6 mois, soit modifié la façon dont ils gèrent la précision numérique dans leurs mesures astrométriques depuis. Plus probablement l'ancien, mais je suis sûr que si vous avez demandé à Amy Mainzer (PI de NEOWISE, et chef de la partie chasse aux astéroïdes de la mission), Roc Cutri (chef de la partie création de base de données et informatique de l'équipe), ou n'importe quelle personne de l'équipe de Mainzer, elle pourrait vous en dire plus.

$N^2$ $\log(N)$ $N\log(N)$

— Lac Sean
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Donc, si je vous comprends bien, c'est un artefact visuel d'erreurs de précision / d'arrondi dans les estimations orbitales?

— BradC

Je comprends votre explication, merci beaucoup! Si l'on pouvait fixer l'excentricité à zéro, alors 15 heures dans cette géométrie et 0,2 seconde d'arc pourraient vous amener à environ une partie pour mille à distance du Soleil. Mais bien sûr, on ne peut pas, alors ce n'est pas le cas. Fait intéressant, l'espacement des structures dans la vidéo est d'environ 0,1 UA. Je suis sûr que ce n'est pas aussi simple que d'arrondir, mais c'est amusant de le penser.

— uhoh

J'avais pensé que la vidéo montrait le moment de l'apparition de l'objet jusqu'à sa découverte, mais le mouvement orbital serait celui d'éléments plus établis une fois vérifié et assigné une identité officielle. Mais il s'agit d'une vidéo destinée à la consommation populaire plutôt qu'à un public purement scientifique, et les orbites pourraient donc être basées sur les premières estimations de l'observation initiale. Merci beaucoup pour votre réponse et votre excellente explication!

— uhoh

@uhoh, la première vidéo a été réalisée avant que les éléments orbitaux puissent être affinés.

— Sean Lake

@uhoh, le chiffre de 0,2 seconde d'arc est pour les étoiles (principalement observées par le canal de longueur d'onde le plus court, 3,4 microns W1) avec des positions fixées dans une pile coadded. Je ne sais pas quelle était la précision de la trame unique, mais elle est presque certainement pire, et les observations d'astéroïdes étaient principalement motivées par les images de 12 microns, W3, qui étaient un peu moins précises (pas autant que les taux limites de diffraction le suggèrent) .

— Sean Lake

Réponse basée sur une mauvaise compréhension de la question, laissée ici car elle contient des informations utiles sur WISE.

Les motifs en forme de tarte à partir de 2010 sont résultats de la mission WISE (voir la description vidéo). Le motif radial dans ces formes de tarte n'est pas expliqué par ma réponse.

Explorateur d'enquêtes infrarouges à large champ de la NASA ( WISE ) de la est un télescope spatial lancé en 2009 pour cartographier le ciel entier en longueurs d'onde infrarouges.

WISE a imaginé le ciel entier deux fois avant de manquer de liquide de refroidissement en 2010. Il a ensuite effectué une brève mission appelée NEOWISE, pour observer des objets géocroiseurs (NEO) tels que des astéroïdes et des comètes, pendant quatre mois avant d'être mis en hibernation en février 2011. Moins de trois ans plus tard, en décembre 2013, le télescope a été relancé pour poursuivre sa mission NEOWISE. Ce travail se poursuit aujourd'hui.

En regardant WISE:

vous pouvez voir que le télescope est perpendiculaire aux panneaux solaires, il aura donc tendance à regarder les objets perpendiculairement à la ligne Terre-Soleil, ce qui provoque les bandes lumineuses que vous voyez dans la vidéo.

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

— Hobbes
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Merci d'avoir identifié l'instrument, mais cela n'explique pas encore le schéma. Si vous regardez, les lignes (la structure fine) de "la modulation radiale périodique" sont parallèles à la direction des orbites des astéroïdes. J'ai ajouté la note 3 et une image pour mettre en évidence cette structure. Il semble se référer à la distance au Soleil pour chaque astéroïde.

— uhoh

Je vois ce que tu veux dire. La Nasa a une visualisation des données WISE uniquement, et cela ne montre pas ce modèle: jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6864 et si vous voulez vraiment aller au fond des choses , voici l'original données: cneos.jpl.nasa.gov/stats/wise.html

— Hobbes

Hé merci pour les liens! OK je vais (essayer) jeter un oeil.

— uhoh

L'effet est déjà visible dans la première vidéo publiée en 2010: https://www.youtube.com/watch?v=S_d-gs0WoUw

Pour ce que ça vaut, j'ai essayé de télécharger le plus récent astorb.dat et de le tracer, mais je n'ai pas pu voir l'effet là-bas. Donc, il se pourrait très bien que les astéroïdes de 2010 soient basés sur des données WISE préliminaires et n'étaient pas si précis, et les vidéos ultérieures n'ont pas mis à jour les anciennes animations.

Et en effet, d'après les commentaires de la vidéo de 2010:

odysseus9672: @szyzyg J'ai parlé avec le professeur Wright, le projet PI, et il a expliqué que la répartition est due au Minor Planet Center en utilisant une technique d'ajustement approximative aux données WISE. Le raisonnement pour cela, je pense (nous avons laissé ici le commentaire approuvé par Ned), est que les données WISE ont une base de temps relativement courte (~ 24 à 48 heures), donc les erreurs sur les ajustements orbitaux seront de toute façon assez importantes, il est donc inutile de l'affiner bien au-delà de ce que les barres d'erreur prendront en charge.

Scott Manley : @ odysseus9672 Heureux d'entendre une explication, cela confirme à peu près mes soupçons et me fait demander combien d'objets sont susceptibles d'être à nouveau perdus à l'avenir. La plupart des objets découverts lors du balayage du bord d'attaque en janvier auront traversé une opposition avec la Terre et la plupart des orbites n'ont pas été affinées. Il est à espérer que la deuxième passe du relevé WISE commencera à obtenir des arcs plus longs sur certains d'entre eux, mais WISE manquera de liquide de refroidissement avant de pouvoir observer chaque astéroïde deux fois.

— jpa
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Ah, c'est ça. Je suis odysseus9672 là-bas. :)

— Sean Lake

Merci d'avoir creusé et publié ces informations! Quelle est la source de l'image?

— uhoh

Aussi, après le "commentaire approuvé par Ned à gauche" est ma propre spéculation.

— Sean Lake

@uhoh L'image est ma propre intrigue avec gnuplot à partir des données ici ftp.lowell.edu/pub/elgb/astorb.html . Il s'agit simplement du numéro de ligne par rapport à l'axe semi-principal, ce qui pourrait très bien être trop simplifié pour montrer l'effet, ou les paramètres orbitaux pourraient être mis à jour (de nombreux astéroïdes découverts à l'origine en 2010 ont une date de mise à jour ultérieure pour l'orbite dans ce fichier).

— jpa