Zohrievanie: Spozorovanie asteroidov blízko Zeme podpisom tepla

Vedci NASA odhalili na aprílovom stretnutí APS 2019 novú techniku ​​zameranú na zisťovanie asteroidov blízkej Zeme pomocou infračervených emisií.

15. februára 2013 sa na oblohe nad ruským mestom Čeľabinsk rozpadol objekt. Výbuch - detekovaný tak ďaleko ako Antartica - bol silnejší ako jadrový výbuch, 25 až 30 krát silnejší. Rozbil okná a zranil približne 1200 ľudí. V skutočnosti bol výbuch taký intenzívny, že by mohol Slnko krátko zastihnúť.

Čeľabinská ohnivá guľa zaznamenaná pomocou dashcam z Kamensk-Uralsky severne od Čeľabinska, kde ešte stále svitala. (Inštitút planetárnej spoločnosti)

Hlavným problémom v súvislosti s udalosťou v Čeľabinsku je to, že zapojený meteor - ktorý sa odtrhol od väčšieho asteroidu - relatívne malý - s priemerom 17 - 20 m. Existuje veľa oveľa väčších objektov. Presne vedieť, kde by bola veľká výhoda.

Zodpovednosť za lokalizáciu takýchto objektov v blízkosti Zeme - Blízko Zeme (NEO) a otázku, ako zabrániť dopadu, skúma Amy Mainzerová a jej kolegovia v misii lovu asteroidov NASA v Jet Propulsion Laboratory v Pasadene v Kalifornii. Navrhli jednoduchý, ale dômyselný spôsob, ako spoznať NEO, keď sa ponáhľajú smerom k planéte.

Toto je zbierka snímok z kozmickej lode WISE kráľa asteroidov 2305, ktorá je pomenovaná podľa Martina Luthera Kinga ml. Asteroid sa javí ako reťazec oranžových bodiek, pretože je to sada expozícií, ktoré boli spojené, aby ukázali svoj pohyb. cez oblohu. Tieto infračervené obrázky boli farebne odlíšené, aby sme ich mohli vnímať ľudským okom: 3,4 mikrónov je znázornené ako modré; 4,6 mikrónov je zelená, 12 mikrónov je žltá a 22 mikrónov je zobrazená ako červená. Z údajov WISE môžeme vypočítať, že asteroid má priemer asi 12,7 km, s odrazivosťou 22%, čo naznačuje pravdepodobnú kamennú kompozíciu (NASA).

Mainzer, ktorá je hlavným vyšetrovateľom misie, načrtla prácu koordinačného úradu pre planetárnu obranu NASA na aprílovom stretnutí americkej fyzickej spoločnosti v Denveri - vrátane metódy uznania NEO jej tímu a toho, ako to pomôže v úsilí zabrániť budúcim dopadom na Zem.

Mainzer hovorí: „Ak nájdeme objekt len ​​pár dní od nárazu, značne to obmedzuje náš výber, takže v našom úsilí vyhľadávania sme sa zamerali na nájdenie NEO, keď sú ďalej od Zeme, poskytujúc maximálny čas a otvorenie v širšom rozsahu možností zmierňovania. “

Otepľujete sa!

Nájdenie NEO nie je ľahká úloha. Mainzer to opisuje ako snahu spozorovať na nočnej oblohe kus uhlia.

Rozpráva: „NEO sú vnútorne slabé, pretože sú väčšinou skutočne malé a ďaleko od nás vo vesmíre.

"K tomu pridajte skutočnosť, že niektoré z nich sú také tmavé ako toner v tlačiarni, a pokúšať sa ich nájsť na čiernom priestore je veľmi ťažké."

Toto je obrázok navrhnutej misie Kamera na približovanie k Zemi (NEOCam), ktorá je určená na nájdenie, sledovanie a charakterizáciu asteroidov a komét približujúcich sa k Zemi. Použitím tepelnej infračervenej kamery by misia merala tepelné podpisy NEO bez ohľadu na to, či sú svetlé alebo tmavé. Teleso teleskopu je čierne, aby účinne vyžarovalo svoje vlastné teplo do vesmíru, a jeho slnečný štít mu umožňuje pozorovať blízko Slnka, kde NEO na obežných dráhach podobných Zemi trávia väčšinu času. V pozadí je sada obrázkov hlavných pásových asteroidov zhromaždených prototypom misie NEOWISE; asteroidy sa javia ako červené bodky proti hviezdam pozadia a galaxiám. (NASA)

Namiesto toho, aby použila viditeľné svetlo na zistenie prichádzajúcich objektov, Mainzer a jej tím v JPL / Caltech pracovali namiesto toho s charakteristickou črtou NEO - ich teplo.

Asteroidy a kométy sú ohrievané slnkom, a tak žiaria jasne na termálnych - infračervených vlnových dĺžkach. To znamená, že je ľahšie ich lokalizovať pomocou ďalekohľadu NEOWISE (WOW-Object Object Wide-Field Infrared Survey Explorer).

Mainzer vysvetľuje: „S poslaním NEOWISE môžeme pozorovať objekty bez ohľadu na ich farbu povrchu a pomocou nich merať ich veľkosť a ďalšie vlastnosti povrchu.“

Objavenie vlastností povrchu NEO poskytuje Mainzer a jej kolegom pohľad na to, aké veľké sú objekty a z čoho sú vyrobené, čo sú kritické detaily pri upevňovaní obrannej stratégie proti NEO ohrozujúcemu Zemi.

Napríklad jednou obrannou stratégiou je fyzicky „postrčiť“ NEO smerom od dopadovej dráhy Zeme. Ide o to, aby sa vypočítala energia potrebná na túto štipku, sú dôležité údaje o hmotnosti NEO, a preto aj veľkosť a zloženie.

Kozmický ďalekohľad NEOWISE si všimol, že 28. augusta 2015 sa Comet C / 2013 US10 Catalina zrýchľuje Zemou. Táto kométa sa vrhla z Oortovho oblaku, škrupiny studeného a mrazeného materiálu, ktorý obklopuje Slnko v najvzdialenejšej časti slnečnej sústavy ďaleko. za obežnou dráhou Neptúna. NEOWISE zachytila ​​kométu, pretože rozprúdila aktivitu spôsobenú slnečným žiarením. 15. novembra 2015 urobila kométa najbližší prístup k Slnku a ponorila sa na obežnú dráhu Zeme; je možné, že toto je prvýkrát, keď táto starobylá kométa bola tak blízko Slnka. NEOWISE pozoroval kométu v dvoch infračervených vlnových dĺžkach citlivých na teplo, 3,4 a 4,6 mikrónov, ktoré sú na tomto obrázku farebne označené ako azúrová a červená. NEOWISE túto kométu viackrát odhalila v rokoch 2014 a 2015; päť expozícií je tu znázornených na kombinovanom obrázku znázorňujúcom pohyb kométy po oblohe. Veľké množstvo plynu a prachu, ktoré kométa chrlí, sa na tomto obrázku javí ako červené, pretože sú veľmi chladné, oveľa chladnejšie ako hviezdy v pozadí. (NASA)

Preskúmanie zloženia asteroidov tiež pomôže astronómom porozumieť tomu, za akých okolností sa vytvorila slnečná sústava.

Mainzer hovorí: „Tieto objekty sú prirodzene zaujímavé, pretože sa predpokladá, že niektoré sú také staré ako pôvodný materiál tvoriaci slnečnú sústavu.

„Jednou z vecí, ktorú sme zistili, je to, že NEO majú veľmi odlišné zloženie.“

Mainzer sa teraz snaží využívať pokroky v technológii fotoaparátov na pomoc pri hľadaní NEO. Hovorí: „Navrhujeme NASA nový ďalekohľad, Near Object Earth Camera (NEOCam), ktorý by urobil oveľa komplexnejšiu prácu pri mapovaní polôh asteroidov a meraní ich veľkostí.“

NASA samozrejme nie je jedinou vesmírnou agentúrou, ktorá sa snaží porozumieť NEO - misia Hayabusa 2 Japonskej agentúry pre výskum vesmíru (JAXA) plánuje zbierať vzorky z asteroidu. Mainzer vo svojej prezentácii vysvetľuje, ako NASA spolupracuje s globálnou vesmírnou komunitou v medzinárodnom úsilí o ochranu planéty pred dopadom NEO.