云南天文台成功建立在未来CSST巡天图像中智能识别太阳系小天体并自动提取其光变数据的方法

  太阳系小天体主要分布在小行星主带、科依伯带以及奥尔特云,是太阳系早期行星子的遗留物,它们携带着太阳系形成时期的物理信息。因此,研究太阳系小天体物理性质以及其在太阳系中的分布特征可以帮助人们揭开太阳系行星形成之谜。这些小天体自形成以来经历了动力学演化、碰撞演化以及风化演化,大样本小天体的物理参数是研究小天体各种演化的理论所需要的重要观测依据。对于绝大多数太阳系小天体来说,由于个头太小,无法对它们进行直接成像观测,利用其光变信息进行反演几乎是得到它们物理参数的唯一渠道。目前,仅对少数较亮的小天体测定了其物理性质(大小、形状、自转、表面物质组成、内部结构以及质量)。对于大部分小天体来讲,由于观测条件的限制和缺乏足够的观测数据,还无法了解它们的物理性质。

  即将发射的中国空间站工程巡天望远镜(Chinese Space Station Telescope , 简称CSST)具有覆盖天区广、探测能力强的优势,其巡天观测可以为太阳系小天体的起源和演化研究带来突破性的进展。云南天文台系外行星/太阳系小行星研究团组王晓彬研究员等人承担了CSST第一批科学研究课题“CSST太阳系天体观测策略和方法研究”的子课题“太阳系小天体物理参数精测”。她们的初步调研分析表明,利用CSST十年巡天观测可探测到超过20万颗已知的太阳系小天体,其中80%以上为主带小行星,少量为已知的太阳系外层小天体。由于CSST巡天观测数据堪称海量,因此,这个研究项目的关键是自动识别视场中的太阳系小天体和智能提取其光变信息。经过刻苦攻关,该研究团组的博士研究生徐肖云在王晓彬研究员的指导下,利用机器学习技术攻克了这一难题。所建立的方法已经分别应用于云南-香港宽视场测光巡天项目(简称YNHK巡天)和空间望远镜巡天项目TESS的观测图像中太阳系小天体的智能识别与光变信息自动提取,相关研究论文已经于近期发表在国际知名天文学杂志MNRAS上。未来,这一方法将应用于CSST巡天图像以智能识别已知的太阳系小天体和自动提取它们的光变数据。更为重要的是,该方法还可以用于在CSST巡天图像中发现新的太阳系小天体,尤其是太阳系外层小天体(科依伯带天体、海王星外天体等),并提取它们的光变曲线信息。

  论文全文链接: https://doi.org/10.1093/mnras/stad765

 

(左)在YNHK巡天的May-Jun天区中探测到的3个小行星(18862)Warot,(13739)Nancyworden及(8007)1988 RU6

(右)在TESS巡天视场中探测到的小行星(1036)Ganymed


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