使用黑暗能量调查数据超越海王星的新小星球

这种更新的Trans-Neptunian对象目录和用于找到它们的方法可以帮助未来搜索太阳系到目前为止的未被发现的行星。

研究人员使用来自黑暗能量调查（DES）的数据，发现了300多个跨境对象（TNO），位于太阳系的远航，包括100多个新发现。该研究发表于天体物理杂志系列，该研究还描述了一种寻找类似类型物体的新方法，可以帮助未来搜索假设的行星九个和其他未被发现的行星。该工作由研究生Pedro Bernardinelli和Gary Bernstein和Masao Sako教授领导。

DES的目标是1月份完成六年的数据收集，是通过收集南方天空的高精度图像来了解黑能的本质。虽然DES没有专门使用TNOS设计，但其宽度和覆盖深度尤其擅长发现海王星之外的新物品。“你可以找到的TNO的数量取决于你看看的太多天空，你可以找到的最微弱的东西是多少，”伯尔尼斯坦说。

由于DES旨在学习星系和超市，因此研究人员必须开发一种追踪运动的新方法。专用的TNO调查每小时或两个小时频繁进行测量，这使得研究人员更容易跟踪他们的运动。“专用的TNO调查有一种看到对象移动的方法，很容易跟踪它们，”Bernardinelli说。“我们在本文中所做的一件事之一是恢复这些动作的方法。”

在智利的Cerro Tololo Inter美国天文台的Blanco TeleScope圆顶，在那里，用于最近完成的黑暗能量调查的暗能相机（焊接）被居住。

使用前四年的DES数据，Bernardinelli从70亿“点”的数据集开始，所有由图像的背景级别检测到的软件。然后他删除了在星星，星系和超新星这样的多个夜晚的任何物体 - 在开始巨大的“连接点”的“连接点”之前建立“瞬态”列表2200万物体，寻找附近的对或三胞胎检测到的对象以帮助确定对象将在后续夜晚显示的位置。

随着70亿个点削弱到大约400个候选人的列表，这些候选人至少有六个观察晚上看到，研究人员必须验证他们的结果。“我们有这个候选人列表，然后我们必须确保我们的候选人实际上是真实的事情，”Bernardinelli说。

要将其候选人列表过滤到实际的TNOS，研究人员将返回原始数据集，以查看它们是否可以找到有关对象的更多图像。“说我们在六个不同的夜晚找到了一些东西，”伯恩斯坦说。“对于那里的TNO来说，我们实际上指出了25个不同的夜晚。这意味着存在该对象应该是的图像，但它没有通过称为点的第一步。“

Bernardinelli开发了一种方法来堆叠多个图像以创建更亮的视图，这有助于确认检测到的对象是否是真实的TNO。他们还证实了它们的方法能够在正在研究的天空的区域中发现已知的TNO，并且他们能够发现注入分析的假物体。“最困难的部分试图确保我们发现我们应该找到的东西，”Bernardinelli说。

在DES数据的前四年中找到的对象的位置。轮廓显示了DES的搜索范围，每个点的颜色显示了对象在天文单元中的距离（有一个AU相当于9300万英里）。两种检测超过90个以上，或超过80亿英里之外。

经过多个月的方法 - 开发和分析，研究人员发现了316个TNO，包括DES和139个未出版的新物品制作的245个发现。目前只有3,000个对象，该des目录代表了所有已知的TNO的10％。冥王星是最着名的TNO，距离太阳的40倍而不是地球，并且发现使用DES数据的范围从30到90倍的地球距离太阳距离。其中一些物体是极度长的轨道，将远远超出冥王星。

现在，DES是完整的，研究人员对整个DES DataSet进行了分析，这次在第一滤波阶段具有较低的对象检测的阈值。这意味着基于研究人员在不久的将来，基于研究人员的估计，找到了新的TNO的潜力更大的可能性。

Bernardinelli开发的方法也可用于搜索即将到来的天文调查中的TNO，包括新的Vera C. Rubin天文台。该观测台将调查整个南方的天空，并且能够检测到比des更微弱和更远的物体。“我们开发的许多程序都可以轻松应用于任何其他大型数据集，例如鲁宾观测台将产生的东西，”Bernardinelli说。

TNOS目录也将是一个有用的科学工具，用于研究太阳系。因为DES在每个检测到的对象上收集广泛的数据，因此研究人员可以尝试在TNO起源于源自何处的物体，因为它们更接近太阳的物体预计将具有不同的颜色，而不是那些源于更遥远和更冷的物体地点。并且，通过研究这些物品的轨道，研究人员可能是寻找行星九个的一步，这是一个被认为存在于冥王星之外的假设的海王星大小的星球。

“有很多关于曾经在太阳系中的巨大行星的想法，并且不再有更多的行星，或者是遥远的行星，但对于我们来说太晕了，”伯尔尼斯坦说。““制作目录是有趣的发现部分。然后在创建此资源时;你可以比较你所发现的东西对某人的理论表示你应该找到的东西。“

参考：“在黑暗能源调查的前四年中发现的跨境对象”通过Pedro H.Bernardelli，Gary M.Bernstein，Masao Sako，Tontiam Liu，William R. Saunders，Tali Khain，Hsing Wen Lin，David W. Gerdes狄龙布朗，弗雷德·亚当斯，马修·贝斯科夫，达迪马·斯莫萨德拉姆，拉克申沙姆达，詹妮弗·洛克，凯尔·弗兰森，朱丽叶··贝克尔，凯文·纳皮尔，拉瑞达·克罗斯特，詹姆斯安妮斯，TMC Abbott，S. Avila，D. Brooks， DL Burke，A. Carnero Rosell，M.Carasco，FJ Castander，LN Da Costa，J.DeVicente，S. Desai，HT Diehl，P. Doel，S. Everett，B. Flaugher，J.Graugher，J.García-Bellido， D. Gruen，Ra Gruendl，J.Gschwend，G.Gutierrez，DL Hollowood，DJ James，MWG Johnson，MD Johnson，E.Krause，N. Kuripatkin，Mag Maia，M. 3月，R. Miueel，R. Miueel，F. Paz- Chinchón，AA Plazas，AK Romer，ES Rykoff，C.Sanchez，E. Sanchez，V.Carpine，S. Serrano，I. Sevilla-Noarbe，M. Smith，F. Sobreira，E. Supyta，MEC Swanson，MEC Swanson，M. Swanson，M.塔勒，AR Walker，W. W. W Ester，Y. Zhang和Des Collaborations，2020年3月10日，The Astrophysical Journal.doi：
10.3847 / 1538-4365 / AB6BD8

Gary Bernstein是宾夕法尼亚大学艺术与科学学院物理与天文学系的Reese W. Flower教授。

Masao Sako是宾夕法尼亚大学艺术与科学学院的物理与天文学系副教授。

PedroBernardinelli是宾夕法尼亚大学艺术与科学学院物理与天文学系的研究生。

美国能源科学系的资金支持暗能调查;国家科学基金会;在英国，西班牙，巴西，德国和瑞士的资金机构;和参与机构。完整的融资组织和合作机构列表在黑暗能源调查网站。

其他宾夕法尼亚州研究人员和毕业生参与本研究的是马修·贝斯科夫，狄龙布朗，通节刘，詹妮弗·洛克，威廉·桑德斯，拉克申·沙姆拉和达迪萨·索纳德·索曼萨姆。Arxiv上提供了本研究文章的预印版本。

该研究得到了国家科学基金会Grants AST-1515804和AST-1615555和Energy Ranger De-SC0007901的支持。