數億年前，小行星造成了地球上的滅絕事件，這也成為好萊塢災難電影的靈感來源。
但專注於小行星追蹤的研究人員，現在的任務是找到這些小行星，以應對當前的現實問題：行星防禦。
這項研究中使用的新發現工具是美國國家航空暨太空總署 (NASA) 的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (JWST)，它能夠從之前的研究中觀察這些小行星，並且得益於 NVIDIA 加速計算技術。
由麻省理工學院 (MIT) 的物理學家領導的國際研究團隊，本週在《自然》雜誌的封面上報導了這種新方法如何能夠在位於木星和火星之間的主小行星帶中，發現直徑為10米的小行星。
這些太空中的岩石大小從巴士到幾家好市多 (Costco) 的寬度不等，能對地球上的城市造成毀滅性影響。
發現超過100顆這種大小的小行星，標誌著在主小行星帶中探測到的最小小行星。之前探測到的最小小行星直徑超過半英里。
研究人員表示，這種新方法——利用之前的研究、小行星合成運動追蹤和紅外觀測——將有助於識別和追蹤可能接近地球的小行星的軌道運動，支持小行星防禦工作。
麻省理工學院地球、大氣和行星科學系的研究科學家、該研究的共同首席作者阿爾捷姆·布爾達諾夫 (Artem Burdanov) 告訴麻省理工學院新聞：“當小行星非常接近地球時，我們能夠探測到直徑為10米的近地物體。現在我們有了一種方法，可以在這些小行星距離更遠時進行觀測，這樣我們就能進行更精確的軌道追蹤，這對行星防禦至關重要。”
新的研究還支持了對小行星 2024YR4 的後續觀測，該小行星在2032年可能與地球發生碰撞。
使用紅外 JWST 和 NVIDIA GPU 捕捉小行星影像
天文台通常通過觀察小行星反射的光來確定其大小，但這可能不準確。使用紅外望遠鏡，如 JWST，可以幫助追蹤小行星的熱信號，從而更精確地測量其大小。
專注於行星防禦的小行星獵人正在尋找近地小行星。這些岩石的軌道在距離地球28萬英里以內。任何長約450英尺的小行星都有能力摧毀一個大型城市。
這篇小行星研究的共同作者包括麻省理工學院行星科學教授朱利安·德·維特 (Julien de Wit) 和理查德·賓澤爾 (Richard Binzel)。來自比利時列日大學、捷克查爾斯大學、歐洲太空總署以及德國的馬克斯·普朗克外星物理研究所和奧爾登堡大學等國際機構也做出了貢獻。
這項工作得到了 NVIDIA 學術獎助計畫的支持。
利用 GPU 拯救地球免受小行星威脅
近地小行星 2024YR4 的寬度估計可達300英尺，能夠摧毀一個像紐約市那樣的城市，撞擊地球的機率為2.3%。
像《世界末日》(Armageddon) 這樣的電影提供了虛構的解決方案，比如植入核彈，但不清楚這在現實中會如何發展。
JWST 技術將很快成為唯一能夠追蹤這顆太空岩石的望遠鏡，因為它在遠離地球的過程中將會再次回來。
這項新研究使用了 JWST，這是有史以來最好的紅外望遠鏡，觀察了 TRAPPIST-1 這顆恆星，該恆星被研究以尋找其七顆類地行星的氣氛跡象，距離地球約40光年。數據包括超過10,000張該恆星的影像。
在處理 JWST 的影像以研究 TRAPPIST-1 的行星後，研究人員考慮是否可以利用這些數據集做更多的事情。他們正在研究是否可以使用 JWST 的紅外能力和一種名為合成追蹤的新檢測技術來搜尋其他無法檢測的小行星。
研究人員應用了合成追蹤方法，這不需要小行星運動的先前信息。相反，它通過測試可能的變化，如速度向量，進行“完全盲”的搜尋。
這種技術計算量龐大，直到近年來將 NVIDIA GPU 應用於這項工作時，才解決了瓶頸問題。利用基於 GPU 的合成追蹤技術，當進行系外行星過境搜尋調查時，能夠提高資源的科學回報，並恢復意外的小行星檢測，研究指出。
在將他們的基於 GPU 的框架應用於針對性系外行星調查後，研究人員能夠檢測到八顆已知和139顆未知的小行星，論文的作者指出。
德·維特表示：“今天的 GPU 技術是解鎖探測主小行星帶中小型小行星群體的科學成就的關鍵，但在行星防禦工作中還有更多的意義。自我們的研究以來，潛在的地球撞擊者 2024YR4 已被探測到，我們現在知道 JWST 可以觀察這樣的小行星，直到它們遠離地球並再次回來。事實上，JWST 很快就會這樣做。”
Gif 來源: https://en.wikipedia.org/wiki/2024_YR4#/media/File:2024_YR4_ESO-VLT.gif
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