天文學家最近使用美國國家航空航天局哈勃太空望遠鏡拍攝的大量存檔圖像，在視覺上捕捉到了一大群基本上看不見的小行星。這次尋寶活動需要仔細閱讀37000張跨越19年的哈勃圖像。得到的回報是發現了1701條小行星蹤跡，其中1031條此前未被編目。這些未編目的小行星中，約有400顆大小在1公裏以下。
這張哈勃太空望遠鏡拍攝的棒旋星係UGC 12158的圖像看起來像是有人拿了一支白色的記號筆。事實上，這是一顆前景小行星穿過哈勃視野的時間曝光的組合，對該星係的觀測進行了照片轟炸。對該星係進行了幾次曝光，這是虛線圖案中的證據。由於視差，這顆小行星看起來像一條彎曲的軌跡：因為哈勃不是靜止的，而是繞地球運行的，這給人一種錯覺，認為這顆微弱的小行星正在沿著彎曲的軌跡遊動。這顆未知小行星位於我們太陽係的小行星帶內，因此距離哈勃的距離是背景星係的10萬億倍。這類數據對天文學家進行太陽係小行星數量普查很有用，而不是令人討厭。圖像：uux.cn美國國家航空航天局、歐空局、巴勃羅·加西亞·馬丁（UAM）；圖像處理：Joseph DePasquale（STScI）；鳴謝：Alex Filippenko（加州大學伯克利分校）
來自世界各地的被稱為“公民科學家”的誌願者為這顆小行星的發現做出了貢獻。專業科學家將誌願者的努力與機器學習算法相結合來識別小行星。研究人員表示，這代表了一種在數十年的天文檔案中尋找小行星的新方法，可以有效地應用於其他數據集。
西班牙馬德裏自治大學的首席作者Pablo García Martín說：“我們越來越深入地觀察到主帶小行星的數量越來越少。我們對看到如此多的候選天體感到驚訝。”。“有一些跡象表明這種種群存在，但現在我們正在通過使用整個哈勃檔案獲得的隨機小行星種群樣本來證實這一點。這對於深入了解我們太陽係的進化模型很重要。”
這個龐大的隨機樣本為小行星帶的形成和演化提供了新的見解。發現許多小小行星有利於這樣一種觀點，即它們是碰撞和破碎的較大小行星的碎片，就像破碎的陶器一樣。這是一個跨越數十億年的打磨過程。
關於較小碎片存在的另一種理論是，它們是在數十億年前以這種方式形成的。但是，當它們聚集了來自太陽周圍形成行星的星周盤的塵埃時，沒有任何可以想象的機製可以阻止它們滾雪球變大。位於西班牙馬德裏的歐洲空間天文中心的合著者布魯諾·梅林說：“碰撞將具有一定的特征，我們可以用來測試當前的主帶種群。”。
業餘天文學家教人工智能尋找小行星
由於哈勃繞地球的快速軌道，它可以通過哈勃曝光的痕跡捕捉到漫遊的小行星。從地球望遠鏡上看，一顆小行星在照片上留下了一條條紋。小行星在哈勃照片中以明確無誤的彎曲軌跡出現，從而“轟炸”了哈勃的曝光。
當哈勃在地球周圍移動時，它會在觀察小行星時改變視角，小行星也會沿著自己的軌道移動。通過了解哈勃在觀測過程中的位置並測量條紋的曲率，科學家可以確定與小行星的距離並估計其軌道的形狀。
被攔截的小行星大多位於火星和木星軌道之間的主帶。它們的亮度是由哈勃的靈敏相機測量的。通過將它們的亮度與距離進行比較，可以估計出它們的大小。調查中最暗的小行星大約是人眼所能看到的最暗恒星亮度的四千萬分之一。
Merín說：“小行星的位置會隨著時間的推移而變化，因此你不能僅僅通過輸入坐標來找到它們，因為在不同的時間，它們可能不在那裏。”。“作為天文學家，我們沒有時間查看所有的小行星圖像。因此，我們萌生了與一萬多名公民科學誌願者合作，仔細閱讀哈勃望遠鏡的巨大檔案的想法。”
2019年，一個國際天文學家小組啟動了哈勃小行星獵人，這是一個公民科學項目，旨在在哈勃檔案數據中識別小行星。該倡議由歐洲科學技術中心（ESTEC）和歐洲空間天文學中心科學數據中心（ESDC）的研究人員和工程師與世界上最大、最受歡迎的公民科學平台Zooniverse平台和穀歌合作製定。
這張圖是基於哈勃太空望遠鏡的檔案數據，這些數據被用來識別軌道上一個基本上看不見的非常小的小行星群體。這些小行星並不是預定的目標，而是哈勃圖像中的背景恒星和星係。這場全麵的尋寶活動需要仔細閱讀19年來37000張哈勃圖像。這是通過使用“公民科學”誌願者和人工智能算法實現的。結果是發現了1701條以前未被發現的小行星的小行星軌跡。圖像：uux.cn/Pablo García Martín（UAM）、Elizabeth Wheatley（STScI）
共有11482名公民科學誌願者提供了近200萬個身份證明，他們隨後接受了一套基於人工智能識別小行星的自動算法培訓。這種開創性的方法可以有效地應用於其他數據集。
該項目接下來將探索以前未知的小行星的條紋，以表征它們的軌道並研究它們的特性，如自轉周期。由於這些小行星條紋中的大多數是哈勃多年前捕捉到的，現在不可能對其進行追蹤以確定其軌道。
研究結果發表在《天文學與天體物理學》雜誌上。
哈勃太空望遠鏡已經運行了30多年，並繼續做出開創性的發現，這些發現塑造了我們對宇宙的基本理解。哈勃望遠鏡是美國國家航空航天局和歐空局（歐洲航天局）之間的國際合作項目。美國國家航空航天局位於馬裏蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心負責管理望遠鏡和任務操作。總部位於科羅拉多州丹佛的洛克希德·馬丁航天公司也支持戈達德的任務操作。位於馬裏蘭州巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所（STScI）由大學天文學研究協會運營，為美國國家航空航天局進行哈勃科學操作。
