Цель DES, который завершил шесть лет сбора данных в январе, состоит в том, чтобы понять природу темной энергии путем сбора высокоточных изображений южного неба. Хотя DES не был специально разработан с учетом TNO, его широта и глубина охвата сделали его особенно подходящим для поиска новых объектов за пределами Нептуна. «Количество TNO, которые вы можете найти, зависит от того, на какую часть неба вы смотрите и какую самую слабую вещь вы можете найти», – говорит Бернстайн.
Поскольку DES был разработан для изучения галактик и сверхновых звезд, исследователям пришлось разработать новый способ отслеживания движения. Специализированные опросы TNO проводят измерения каждые час или два, что позволяет исследователям легче отслеживать свои передвижения. «Специальные исследования TNO позволяют увидеть движение объекта, и их легко отследить», – говорит Бернардинелли. "Одна из ключевых вещей, которые мы сделали в этой статье, – это найти способ восстановить эти движения."
Используя данные DES за первые четыре года, Бернардинелли начал с набора данных из 7 миллиардов «точек», всех возможных объектов, обнаруженных программой, которые были выше фонового уровня изображения. Затем он удалил все объекты, которые присутствовали в течение нескольких ночей, такие как звезды, галактики и сверхновые, чтобы составить «временный» список из 22 миллионов объектов, прежде чем начать масштабную игру «соедини точки», ища близлежащие пары. или тройки обнаруженных объектов, чтобы помочь определить, где объект будет появляться в последующие ночи.
После того как 7 миллиардов точек были сокращены до списка из примерно 400 кандидатов, которые были замечены в течение как минимум шести ночей наблюдения, исследователям затем пришлось проверить свои результаты. «У нас есть список кандидатов, и мы должны убедиться, что наши кандидаты действительно настоящие», – говорит Бернардинелли.
Чтобы отфильтровать свой список кандидатов до реальных TNO, исследователи вернулись к исходному набору данных, чтобы посмотреть, смогут ли они найти больше изображений рассматриваемого объекта. «Скажем, мы что-то нашли в шесть разных ночей», – говорит Бернштейн. "Мы указали на ТНО, которые там присутствуют, на 25 разных ночей. Это означает, что там, где должен быть этот объект, есть изображения, но он не прошел через первый шаг, когда его назвали точкой."
Бернардинелли разработал способ объединения нескольких изображений для создания более резкого изображения, которое помогло подтвердить, был ли обнаруженный объект настоящим TNO.
Они также подтвердили, что их метод может обнаруживать известные TNO в исследуемых областях неба и что они могут обнаруживать поддельные объекты, которые были введены в анализ. «Самым трудным было убедиться, что мы нашли то, что должны были найти», – говорит Бернардинелли.
После многих месяцев разработки и анализа методов исследователи обнаружили 316 TNO, в том числе 245 открытий, сделанных DES, и 139 новых объектов, которые ранее не публиковались. Этот каталог DES, в котором в настоящее время известно всего 3000 объектов, представляет 10% всех известных TNO.
Плутон, самая известная TNO, находится в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, а TNO, обнаруженные с помощью данных DES, находятся в 30-90 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Некоторые из этих объектов находятся на чрезвычайно далеких орбитах, которые унесут их далеко за пределы Плутона.
Теперь, когда DES завершен, исследователи повторно проводят анализ всего набора данных DES, на этот раз с более низким порогом обнаружения объектов на первом этапе фильтрации. Это означает, что есть еще больший потенциал для поиска новых TNO, возможно, до 500, по оценкам исследователей, в ближайшем будущем.
Метод, разработанный Бернардинелли, также может быть использован для поиска TNO в предстоящих астрономических исследованиях, включая новый Vera C. Обсерватория Рубина. Эта обсерватория будет исследовать все южное небо и сможет обнаруживать даже более слабые и более далекие объекты, чем DES. «Многие из разработанных нами программ могут быть легко применены к любым другим большим наборам данных, таким как то, что будет производить обсерватория Рубина», – говорит Бернардинелли.
Этот каталог TNO также будет полезным научным инструментом для исследования Солнечной системы. Поскольку DES собирает широкий спектр данных о каждом обнаруженном объекте, исследователи могут попытаться выяснить, откуда произошел TNO, поскольку ожидается, что объекты, которые формируются ближе к Солнцу, будут иметь другой цвет, чем те, которые возникли в более отдаленных и холодных местах. локации.
И, изучая орбиты этих объектов, исследователи могут быть на один шаг ближе к обнаружению Девятой планеты, предполагаемой планеты размером с Нептун, которая, как считается, существует за пределами Плутона.
«Есть много идей о планетах-гигантах, которые раньше были в Солнечной системе и которых больше нет, или о планетах, которые очень далекие и массивные, но слишком тусклые, чтобы мы это заметили», – говорит Бернстайн. "Создание каталога – это интересное открытие. Затем, когда вы создаете этот ресурс; вы можете сравнить то, что вы нашли, с тем, что по чьей-то теории вы должны найти."