Postajanje toplije: uočavanje asteroida blizu Zemlje toplinskim potpisom

NASA-ini istraživači otkrili su novu tehniku ​​otkrivanja blizu Zemaljskih asteroida koristeći njihove infracrvene emisije na sastanku APS u travnju 2019. godine.

15. veljače 2013., nebo se razbio na nebu nad ruskim gradom, Čeljabinskom. Eksplozija - otkrivena u Antartici - bila je snažnija od nuklearne eksplozije, 25 do 30 puta snažnija. Razbili su prozore i ozlijedili oko 1200 ljudi. U stvari, eksplozija je bila tako snažno sjajna da je mogla nakratko zasjeniti Sunce.

Čeljabinska vatrena kugla zabilježena strelicom iz Kamensk-Uralskog sjeverno od Čeljabinska gdje je još bila zora. (Institut za planetarno društvo)

Glavna zabrinutost zbog događaja u Čeljabinsku je da je meteor uključen - koji se otkinuo od većeg asteroida - relativno malog - s promjerom od 17 do 20 m. Tamo su mnogi, mnogo veći predmeti. Točno znati gdje bi bila velika prednost.

Odgovornost lociranja takvih objekata u blizini Zemlje - Blizu Zemaljskih objekata (NEO) i pitanje kako spriječiti utjecaj istražuju Amy Mainzer i njezine kolege u NASA-inoj misiji lova na asteroide u Laboratoriji za mlazni pogon u Pasadeni u Kaliforniji. Osmislili su jednostavan, ali genijalan način kako uočiti NEO-ove dok jure prema planeti.

Ovo je zbirka slika sa WISE svemirske letjelice asteroida 2305 King, koja je dobila ime po Martinu Lutheru Kingu mlađem. Asteroid se pojavljuje kao niz narančastih točaka jer je ovo skup ekspozicija koje su zbrojene da bi pokazale njegovo kretanje preko neba. Te infracrvene slike obojene su bojama tako da ih možemo opaziti ljudskim okom: 3,4 mikrona je predstavljena kao plava; 4,6 mikrona je zeleno, 12 mikrona je žuto, a 22 mikrona je prikazano crveno. Iz podataka WISE-a, možemo izračunati da je asteroid promjera oko 12,7 kilometara, s reflektivnošću od 22%, što ukazuje na vjerojatni kameni sastav (NASA)

Mainzer, glavni istraživač misije, predstavio je rad NASA-inog ureda za koordinaciju planetarne obrane na sastanku američkog fizičkog društva u travnju u Denveru - uključujući metodu prepoznavanja njezinog tima NEO i kako će pomoći naporima u sprječavanju budućih utjecaja na Zemlju.

Mainzer kaže: „Ako pronađemo objekt samo nekoliko dana od udara, to uvelike ograničava naš izbor, tako da smo se u našim naporima pretraživanja fokusirali na pronalaženje NEO-a kad su dalje od Zemlje, pružajući maksimalno vrijeme i otvori za širi spektar mogućnosti ublažavanja. "

Toplije je!

Lociranje NEO-a nije lak zadatak. Mainzer to opisuje kao pokušaj opažanja gomile ugljena na noćnom nebu.

Ona razrađuje: "NEO-i su suštinski slabovidni jer su uglavnom stvarno mali i daleko od nas u svemiru.

"Dodajte tome činjenicu da su neki od njih tamni poput tonera pisača, a pokušaj da ih uperemo u crni prostor vrlo je težak."

Ovo je slika predložene misije OBN kamere (NEOCam) koja je osmišljena za pronalaženje, praćenje i karakterizaciju asteroida i kometa koji se približavaju Zemlji. Korištenjem termalne infracrvene kamere, misija će mjeriti potpise topline NEO-a bez obzira na to jesu li svijetli ili tamne boje. Kućište teleskopa obojeno je crno kako bi učinkovito zračilo vlastitu toplinu u svemir, a sunčanim štitom omogućuje promatranje blizu Sunca gdje NEO-i u većini zemaljskih orbita provode većinu svog vremena. U pozadini je skup slika glavnih asteroida pojasa prikupljenih prototipskom misijom NEOWISE; asteroidi se pojavljuju kao crvene točkice na pozadinskim zvijezdama i galaksijama. (NASA)

Umjesto da pomoću vidljive svjetlosti primijete dolazne predmete, Mainzer i njezin tim iz tvrtke JPL / Caltech radili su s karakterističnom osobinom NEO-a - njihovom toplinom.

Asteroidi i kometi zagrijava sunce i tako blistavo svijetli na termalnim - infracrvenim - valnim duljinama. To znači da ih je lakše uočiti s teleskopom infracrvenog istraživanja (NEOWISE) s širokim poljem objekta Zemlje.

Mainzer objašnjava: „Pomoću NEOWISE misije možemo uočiti predmete bez obzira na njihovu površinu i koristiti ih za mjerenje njihovih veličina i drugih svojstava površine.“

Otkrivanje površinskih svojstava NEO-a pruža Mainzeru i njezinim kolegama uvid u to koliko su veliki objekti i od čega su napravljeni, oba kritična detalja u izradi obrambene strategije protiv Zemlje koja prijeti NEO.

Na primjer, jedna odbrambena strategija je fizički „odbaciti“ NEO od puta Zemlje udara. Stvar je u tome da su za izračunavanje energije potrebne za to navođenje ključni detalji NEO mase, a time i veličina i sastav.

Svemirski teleskop NEOWISE uočio je Cometu C / 2013, US10 Catalina kako ubrzava Zemlju 28. kolovoza 2015. Ovaj komet zaletio se iz Oortovog oblaka, školjke hladnog, smrznutog materijala koji okružuje Sunce u najudaljenijem dijelu Sunčevog sustava, daleko izvan orbite Neptuna. NEOWISE je zarobio kometu dok se ona usredsređivala na aktivnosti uzrokovane Sunčevom toplinom. 15. studenog 2015. komet se približio Suncu, uranjajući unutar Zemljine orbite; moguće je da je ovo prvi put da je ovaj drevni komet ikada bio tako blizu Suncu. NEOWISE je opažao komet u dvije infracrvene valne duljine osjetljive na toplinu, 3,4 i 4,6 mikrona, koje su na ovoj slici kodirane bojama kao cijan i crvena. NEOWISE je ovaj komet otkrivao više puta u 2014. i 2015. godini; pet ekspozicija je ovdje prikazano u kombiniranoj slici koje prikazuju kretanje komete nebom. Bogate količine plina i prašine koje komet izaziva izgledaju crveno na ovoj slici jer su vrlo hladne, mnogo hladnije od pozadinskih zvijezda. (NASA)

Ispitivanje sastava asteroida pomoći će i astronomima da shvate kako su nastale okolnosti pod kojima je nastao Sunčev sustav.

Mainzer kaže: "Ovi su predmeti suštinski zanimljivi jer se smatra da su neki stari koliko i izvorni materijal koji čini Sunčev sustav.

"Jedna od stvari koju smo otkrili jest da su NEO-i prilično raznoliki u sastavu."

Mainzer sada želi iskoristiti napredak u tehnologiji kamera kako bi pomogao u potrazi za NEO-ovima. Ona kaže: „Mi predlažemo NASA-i novi teleskop, Near-Earth Object Camera (NEOCam) kako bi obavili mnogo sveobuhvatniji posao mapiranja lokacija asteroida i mjerenja njihovih veličina.“

Naravno, NASA nije jedina svemirska agencija koja pokušava razumjeti NEO-ove - misija Japanske agencije za zrakoplovna istraživanja (JAXA) Hayabusa 2 planira prikupiti uzorke iz asteroida. U svom izlaganju Mainzer objašnjava kako NASA surađuje s globalnom svemirskom zajednicom u međunarodnom naporu da se zaštiti planet od utjecaja NEO-a.