Представлен невероятно точный симулятор Солнечной системы — с ним найдётся всё

Для публикации в The Astronomical Journal подготовлен обзор новейшего комплексного симулятора Солнечной системы — пакета Sorcha (в переводе с гэльского — «свет»). После публикации с рецензией будет выложена версия 1.0 пакета. Программа использует открытый исходный код и будет доступна для любых научных исследований. Пакет создан для проверки и интерпретации данных обсерватории им. Веры Рубин (Vera C. Rubin Observatory), которая вскоре начнёт свою работу.

Новые объекты Солнечной системы, которые поможет найти обсерватория «Рубин». Источник изображения: University of Washington

Ожидается, что первые кадры с телескопа обсерватории появятся уже 23 июня. Научная работа обсерватории начнётся позже в этом году. Благодаря составному 8,4-метровому зеркалу и матрице изображения LSST с разрешением 3,2 гигапикселя полный снимок неба будет создаваться примерно каждые трое суток. Прогнозируемый поток данных достигнет 20 Тбайт каждую ночь. Такой объём информации способен обработать и интерпретировать только компьютер. Значительную часть этой работы будет выполнять пакет Sorcha. Он также поможет проверять данные по моделям для более точной интерпретации наблюдений.

Предварительная симуляция обещает обнаружить миллионы новых объектов в Солнечной системе. Более того, камера телескопа будет использовать несколько цветовых фильтров для каждого кадра с охватом площади неба, эквивалентной 45 полным Лунам. «Это как перейти от чёрно-белого кино к цветной плёнке», — отмечают учёные. Съёмка будет вестись фактически покадрово в течение 10 лет. Это станет беспрецедентным цветным фильмом о ночном небе, видимом с Земли.

«Точное программное обеспечение для моделирования, такое как Sorcha, имеет решающее значение, — поясняют разработчики, учёные из Королевского университета в Белфасте (Queen's University Belfast) и Вашингтонского университета (University of Washington). — Оно рассказывает нам о том, что обнаружит обсерватория, и даёт нам представление о том, как это интерпретировать. Наши знания о том, какие объекты населяют Солнечную систему, будут быстро расширяться в геометрической прогрессии».

Согласно моделям, обсерватория «Рубин» обнаружит 127 000 околоземных объектов — астероидов и комет, орбиты которых пересекаются с Землёй или сближаются с ней. Это более чем втрое превышает текущее количество известных объектов (около 38 000) и позволит выявить более 70 % потенциально опасных тел размером свыше 140 метров, что как минимум вдвое снизит риск столкновения с неизвестным астероидом катастрофических для человечества размеров.

Также может быть обнаружено более 5 млн астероидов главного пояса по сравнению с примерно 1,4 млн, известных ранее. При этом обсерватория «Рубин» получит точные данные о цвете и вращении примерно каждого третьего из них уже в первые годы работы. Это даст учёным беспрецедентное представление о характеристиках и эволюции строительных блоков Солнечной системы.

В системе Юпитера новый инструмент поможет обнаружить 109 000 троянцев планеты-гиганта, расположенных в точках Лагранжа на её орбите. Это более чем в семь раз превышает текущее количество каталогизированных объектов. Эти тела представляют собой одни из наиболее нетронутых остатков эпохи формирования планет.

За орбитой Нептуна будет найдено 37 000 новых объектов — почти в 10 раз больше, чем известно сейчас. Это даст новое понимание миграции Нептуна и истории внешней части Солнечной системы. Не исключено также обнаружение признаков Девятой планеты — или самой планеты.

Кроме того, «Рубин» обнаружит около 1500–2000 кентавров — объектов, находящихся на нестабильных орбитах между планетами-гигантами. Большинство из них со временем покинут Солнечную систему, но некоторые станут короткопериодическими кометами. Камера телескопа впервые позволит подробно изучить этот переходный этап.

«Наше моделирование предсказывает, что "Рубин" увеличит известные популяции малых тел в 4–9 раз, обеспечив беспрецедентное разнообразие орбит, цветов и кривых блеска, — резюмируют учёные. — Благодаря этим данным мы сможем обновить учебники по формированию Солнечной системы и существенно повысить нашу способность обнаруживать и потенциально отклонять астероиды, угрожающие Земле».