10.6М
Алгоритм помог обнаружить возможную новую структуру в поясе Койпера
За орбитой Нептуна находится обширная область нашей Солнечной системы, известная как пояс Койпера.
Эта зона, где находятся ледяные тела и карликовые планеты, такие как Плутон, простирается примерно на 50 астрономических единиц (а.е.) от Солнца, где одна а.е. — это расстояние между Землёй и нашей звездой.
Хотя учёные годами изучают эти остатки формирования Солнечной системы, новое исследование показывает, что существуют ещё скрытые области, которые ещё предстоит открыть.
История этого открытия восходит к 2011 году, когда группа астрономов визуально обнаружила более плотную зону внутри пояса Койпера, расположенную примерно в 44 а.е.
Объекты внутри этого ядра характеризуются как «динамически холодные», что в астрономическом смысле означает, что их орбиты довольно упорядочены: они демонстрируют малые наклонения и эксцентриситеты по сравнению с другими телами пояса.
Однако, поскольку это открытие было сделано посредством визуальных наблюдений, возникли сомнения в том, что более глубокий анализ данных сможет выявить скрытые детали, ускользающие от человеческого глаза.
Искусственный интеллект вступает в игру
Чтобы разгадать эту загадку, исследователи из Принстонского университета обратились к математике и информатике.
Они использовали алгоритм кластеризации DBSCAN – инструмент машинного обучения, ищущий закономерности и группы в данных. Ранее он не применялся к поясу Койпера подобным образом.
Команда проанализировала орбиты 1650 классических объектов Солнечного пояса. Обработав эти данные, алгоритм не только заново открыл известное ядро на расстоянии 44 а.е., но и выявил дополнительную, отличную структуру, расположенную немного ближе к Солнцу, примерно в 43 а.е.
Исследователи окрестили это новое открытие «внутренним ядром». Согласно исследованию, опубликованному на сервере препринтов arXiv, эта структура содержит от 7% до 10% классических объектов пояса астероидов.
Особенность этой группы заключается в том, что их орбиты еще «холоднее» и стабильнее, чем у исходного ядра; распределение их эксцентриситета более узкое, что позволяет предположить, что это может быть отдельная популяция объектов.
Загадка, которую предстоит разгадать: два сооружения или одно гигантское?
Несмотря на энтузиазм, учёные сохраняют осторожность.
Ведущий автор исследования Амир Сирадж поясняет, что пока неясно, является ли внутреннее ядро полностью независимой структурой или просто продолжением исходного ядра.
Возможно, обе структуры на самом деле представляют собой единое крупное образование, которое, по-видимому, разделено.
Это кажущееся разделение может быть обусловлено гравитационным резонансом с Нептуном (в частности, резонансом 7:4), который «расчищает» пространство между двумя областями, создавая кажущуюся пустоту на расстоянии 43,7 а.е.
Авторы приходят к выводу, что существует два возможных объяснения: либо ядро гораздо больше, чем считалось ранее, либо в поясе Койпера действительно существует новая, особая структура. Чтобы подтвердить любую из этих теорий, нам придётся дождаться данных предстоящего исследования обсерватории Веры К. Рубин с помощью её LSST, которое обещает пролить новый свет на внешние области нашего космического окружения.
Интересно.