Алгоритм помог обнаружить возможную новую структуру в поясе Койпера

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.

источник