Warum hatte die Verteilung der 2010 entdeckten Asteroiden eine radiale Modulation?

Ich bin mir ziemlich sicher, dass das in den Daten gefundene radiale Muster ein Ergebnis der etwa 90-minütigen Abtastkadenz von WISE (vorgegeben durch die Umlaufbahn des Satelliten), der astrometrischen Präzision (etwa 0,2 Bogensekunden in den gestapelten Bildern um den Start herum) ist, siehe Wright et al . 2010 ) und die Anzahl der freien Parameter bei der Anpassung der Asteroidenbahnen basierend auf diesen Daten. Sehen Sie, in den tatsächlichen Bildern erscheinen die Asteroiden als Lichtpunkte, die sich deutlich zwischen den Einzelbildern verschieben. IIRC erwarteten sie 7 bis 12 Beobachtungen pro Asteroiden. Sie haben also ungefähr 10 Beobachtungen, die sich über etwa 15 Stunden erstrecken, um die Umlaufbahnparameter des Asteroiden um die Sonne zu bestimmen. Wie Sie sich vorstellen können, gibt es in diesem Datensatz allein mehr Parameter, als mit einem einzigen Durchgang perfekt angepasst werden können.

Vermutlich hängt es mit der Quantisierung in Unsicherheitsschätzungen zusammen und wie diese in den Orbit-Anpassungsalgorithmus einfließen.

Ich kenne die Details hinter den Streifen nicht, aber ich wette, es hängt mit der numerischen Genauigkeit zusammen, die bei der frühen Verarbeitung der Daten verwendet wurde. Sie haben entweder die Umlaufbahnen verfeinert, seit sie Beobachtungen von Durchgängen verwendet haben, die etwa 6 Monate voneinander entfernt sind, oder geändert, wie sie seitdem mit der numerischen Genauigkeit ihrer astrometrischen Messungen umgehen. Eher Ersteres, aber ich bin mir sicher, wenn Sie Amy Mainzer (PI von NEOWISE und Leiterin des Asteroidenjagd-Teils der Mission), Roc Cutri (Leiter des Datenbankerstellungs- und Datenverarbeitungsteils des Teams) oder gefragt haben jeder der Leute in Mainzers Team kann Ihnen mehr sagen.

Relevanter Hintergrund: Ich war Ned Wrights Doktorand (ursprünglicher PI von WISE ), und er ließ mich im Vorfeld des Starts einen Asteroidenjagdalgorithmus entwerfen und testen (wir haben ihn letztendlich nicht verwendet - er skaliert wie$N^2$, IIRC und bestehende Bemühungen in der Literatur skaliert wie$\log(N)$oder$N\log(N)$). Am Ende arbeitete ich mit dem extragalktischen Teil des Teams zusammen, daher meine Unsicherheit über die genauen Details dessen, was das Sonnensystem-Team tat. Ich glaube, ich habe sie während einer Präsentation nach dem Streifen gefragt, aber ich kann mich nicht an die Antwort erinnern, also bin ich mir ziemlich sicher, dass die Antwort banal und unvermeidlich war.

Die Antwort basiert auf einem Missverständnis der Frage und wird hier hinterlassen, da sie einige nützliche Hintergrundinformationen zu WISE enthält.

Die tortenförmigen Muster ab 2010 sind Ergebnisse der WISE-Mission (siehe Videobeschreibung). Das radiale Muster innerhalb dieser Tortenformen wird durch meine Antwort nicht erklärt.

Der Wide-field Infrared Survey Explorer ( WISE ) der NASA ist ein Weltraumteleskop, das 2009 gestartet wurde, um den gesamten Himmel in Infrarotwellenlängen zu kartieren.

WISE fotografierte den gesamten Himmel zweimal, bevor ihm 2010 das Kühlmittel ausging. Anschließend führte es eine kurze Mission namens NEOWISE durch, um vier Monate lang erdnahe Objekte (NEOs) wie Asteroiden und Kometen zu untersuchen, bevor es im Februar 2011 in den Winterschlaf versetzt wurde Weniger als drei Jahre später, im Dezember 2013, wurde das Teleskop wiederbelebt, um seine NEOWISE-Mission fortzusetzen. Diese Arbeit wird heute fortgesetzt.

Blick auf WISE:

Sie können sehen, dass das Teleskop senkrecht zu den Sonnenkollektoren steht, sodass es dazu neigt, Objekte senkrecht zur Erde-Sonne-Linie zu betrachten, was die hellen Bänder verursacht, die Sie im Video sehen.

https://www.space.com/33659-wise-space-telescope.html

Der Effekt ist bereits im ersten Video aus dem Jahr 2010 sichtbar: https://www.youtube.com/watch?v=S_d-gs0WoUw

Für das, was es wert ist, habe ich versucht, die neueste astorb.dat herunterzuladen und zu plotten, konnte aber den Effekt dort nicht sehen. Es könnte also sehr gut sein, dass die Asteroiden von 2010 auf vorläufigen WISE-Daten basierten und nicht so genau waren, und die späteren Videos die alten Animationen nicht aktualisiert haben.

Und tatsächlich, aus den Kommentaren des Videos von 2010:

odysseus9672: @szyzyg Ich sprach mit Prof. Wright, dem Projektleiter, und er erklärte, dass die Streifenbildung darauf zurückzuführen ist, dass das Minor Planet Center eine ungefähre Anpassungstechnik an die WISE-Daten verwendet. Der Grund dafür ist meiner Meinung nach (wir haben hier einen von Ned genehmigten Kommentar hinterlassen), dass die WISE-Daten eine relativ kurze Zeitbasis haben (~ 24 bis 48 Stunden), sodass die Fehler bei den Orbitalanpassungen sowieso ziemlich groß sein werden. Es macht also keinen Sinn, es weit über das hinaus zu verfeinern, was die Fehlerbalken unterstützen.

Scott Manley : @odysseus9672 Freut mich, eine Erklärung zu hören, das bestätigt ziemlich genau meinen Verdacht und lässt mich fragen, wie viele der Objekte wahrscheinlich in Zukunft wieder verloren gehen werden. Die meisten Objekte, die im Januar beim Vorderkantenscan entdeckt wurden, werden die Opposition zur Erde durchlaufen haben, und die meisten Umlaufbahnen wurden nicht verfeinert. Der zweite Durchgang der WISE-Durchmusterung wird hoffentlich bei einigen davon längere Bögen erzeugen, aber WISE wird das Kühlmittel ausgehen, bevor es jeden Asteroiden zweimal beobachten kann.