Ruski meteor: Koliko drobnih asteroidov bruha Zemljo?

Ruski niz meteorjev 15. februarja 2013 v kameri prič.

Ta posnetek zaslona prikazuje ognjeno kroglo iz meteorja, ki je 15. februarja 2013 eksplodiral nad ruskim Čeljabincem in ustvaril udarni val, ki je razbil okna in poškodoval več kot 1.000 ljudi. (Zasluga za sliko: Russia Today)





Meteor ki je februarja eksplodiral nad rusko pokrajino Ural je bil silovit opomnik, da naš planet obstaja v vesoljski strelišču. Zdaj se astronomi osredotočajo na te skrivnostne majhne in po možnosti nevarne predmete v upanju, da bodo razumeli, iz česa so sestavljeni in kakšno grožnjo predstavljajo v prihodnosti.

Čeprav so redki, udarni dogodki predmetov, kot je ocenjen kos širine 56 do 66 čevljev (17 do 20 metrov), lahko povzročijo resno škodo naseljenim regijam. Mesto Čeljabinsk je utrpelo okoli 1200 poškodb in premoženjsko škodo v vrednosti milijonov dolarjev, ko je udarni val zaradi razpada meteor udaril po tleh - kaj pa, če bi se to zgodilo drugemu mestu, kot so New York, London ali Moskva?

Ognjena krogla, ki je 15. februarja osvetlila rusko nebo, je postala 'otrok plakatov' za strategije ublažitve vpliva asteroidov in opozorila na premalo financirane raziskave asteroidov, ki so trenutno naša edina obramba pred napadi asteroidov blizu Zemlje ali NEO. Poživil je tudi nove raziskave o skrivnostni populaciji drobnih asteroidov, ki morda ne bodo izbrisali držav, a vseeno dajejo poseljenim regijam zelo slab dan. [ Novice: Ogromen meteorski kos, vlečen iz jezera v Rusiji ]



V novi raziskavi, ki jo vodi Amy Mainzer iz NASA-jevega laboratorija za reaktivni pogon v Pasadeni v Kaliforniji so populacijo NEO, širokih manj kot 100 čevljev, ki vdrejo v orbitalni prostor našega planeta, proučevali z uporabo podatkov NASA-jevega širokopasovnega infrardečega raziskovalca (WISE). Na podlagi majhnih asteroidnih odkritij, ki so jih izvedli s pomočjo zemeljskih raziskav vidne svetlobe, je bilo analiziranih 106 prej neprijavljenih infrardečih opazovanj majhnih NEO.

Navdihnjen od dogodek v Čeljabinsku , Mainzer in njena ekipa sta se lotili raziskave te slabo razumljene populacije majhnih NEO. „Kaj se lahko naučimo iz teh predmetov, zlasti majhnih? Kateri je najmanjši predmet, ki smo ga lahko videli z WISE? ' Je vprašal Mainzer.

Majhno, hitro in težko sledljivo



WISE je bil uporabljen za izvedbo obsežnega raziskovanja asteroidi februarja 2011, preden je bila misija v mirovanju - raziskava, znana kot NEOWISE, katere glavni raziskovalec je Mainzer. Programska oprema, uporabljena za analizo podatkov NEOWISE, je bila nastavljena za potrditev odkrivanja asteroidov, ki so bili opaženi pet ali večkrat, da bi se izognili registraciji lažnih pozitivnih rezultatov, kot so prehodni dogodki, kot so zadetki kozmičnih žarkov na optiko WISE.

Vendar pa so bili zaradi njihove bližine Zemlje in zato očitne velike hitrosti številni najhitrejši asteroidi opaženi manj kot petkrat. Raziskovalci so se odločili, da se poglobijo v arhivirane podatke, da bi obnovili majhne NEO, za katere je znano, da obstajajo (kot so jih odkrili drugi teleskopi), vendar so jih opazili manj kot petkrat, zato jih je programska oprema NEOWISE prezrla kot resnično zaznavanje. [ Fotografije: posledice ruskega meteorja ]

Majhne predmete, ki se približujejo vidnemu polju WISE na sorazmerno majhnih razdaljah, je težko zaslediti, kar je Mainzer primerjal s hitrim vlakom.



'Ko vidiš vlak od daleč, se zdi, da se ne premika zelo hitro, toda ko stojiš tik ob njem in te zadrži & hellip; zdaj se zdi, da se zelo hitro premika, «je za Discovery News povedal Mainzer.

Mnogi od teh objektov so se mimo Zemlje približali le na nekaj razdaljah Zemlja-Luna, vendar je njihov infrardeči podpis še vedno mogoče uporabiti za oceno fizikalnih značilnosti teh kamnin.

Zemlja povzroča potrese asteroidov

Majhni temni asteroidi

Ena ključnih ugotovitev njihovega dela, ki je bila sprejeta za objavo v Astrophysical Journal ( na voljo tudi v storitvi predtiska arXive ), ali imajo raziskave vidne svetlobe pristranskost proti odkrivanju majhnih, temnih asteroidov.

'Ko pogledamo vzorec, izbran z vidno svetlobo-drobne NEO, odkrite s zemeljskimi raziskavami-opazimo izrazit trend: manjši kot ste, svetlejši so predmeti,' je dejal Mainzer. 'Vemo, da bodo raziskave vidne svetlobe težko odkrile predmete, ki so zelo majhni in zelo temni, ker so šibki na vidno svetlobo teleskop . '

Pri analizi izbranih NEO (odkritih v vidni svetlobi) z infrardečimi podatki WISE so ugotovili, da v infrardečih valovnih dolžinah verjetno ni takšne pristranskosti.

Raziskave vidne svetlobe v bistvu delujejo tako, da zaznajo sončno svetlobo, ki se odbija od površin asteroidov. Iz podatkov o vidni svetlobi je mogoče razbrati nekaj zamisli o sestavi. Vendar lahko infrardeča opazovanja razkrijejo fizično velikost NEO in količino toplote, ki jo asteroid izgublja v vesolju. Raziskovalci so ugotovili, da obstaja močna povezava med toplotnim tokom (tj. Toplotno energijo, ki jo oddajajo asteroidi) in njihovo fizično velikostjo. [ Novice: Ruski meteor je verjetno kos asteroida Apollo ]

Prav tako je majhna povezava med toploto in odbojnostjo. Z drugimi besedami, če sta dva asteroida enake velikosti, bo svetel asteroid oddajal približno enako količino toplote kot temen. Zato je infrardeči teleskop približno enako občutljiv na temne in svetle asteroide, medtem ko je temni asteroid v vidni svetlobi šibkejši.

Že samo to opazovanje daje premor za razmišljanje. Če so raziskave vidne svetlobe nagnjene k gledanju le najsvetlejših (visokih albedo) vesoljskih kamnin, ali je celotna populacija temnih (nizko albedo) NEO premalo zaznana?

Skratka, preprosto ne vemo.

'S prejšnjimi raziskavami NEOWISE smo ugotovili, da je približno tretjina NEO, večjih od 100 metrov, temnih. Možno je, da obstaja populacija manjših temnih asteroidov, vendar nimamo pravega vzorca, da bi to teorijo preizkusili s tem, kar smo doslej (v tej raziskavi) naredili, «je dejal Mainzer. „Po mojem mnenju je verjetno, da je podoben del majhnih NEO temnih, vendar so vidne raziskave pristranske proti njihovemu iskanju. Nekaj ​​najdejo & hellip; vendar ne veliko. '

Ali je lahko pomanjkanje majhnih, temnih NEO posledica nekega fizičnega procesa, ki prednostno proizvaja majhne, ​​zelo odsevne asteroide?

'Lahko bi prišlo do kakšnega fizičnega procesa, vendar trenutno ni trdnih dokazov tako ali drugače.'

Vidne in infrardeče raziskave

Ta pristranskost proti iskanju majhnih temnih asteroidov bi lahko bila Ahilova peta pri raziskavah vidne svetlobe in jo je treba upoštevati, preden pridemo do kakršnega koli dokončnega zaključka o populaciji majhnih NEO. Kot je poudaril Mainzer, se raziskave vidne svetlobe močno dopolnjujejo z NEOWISE podobnimi infrardečimi raziskavami.

'Če imate samo infrardeče raziskave, dobite precej dobro predstavo o premerih,' je dodala. 'Toda o odbojnosti površin pri vidni svetlobi ne morete reči ničesar. Zato potrebujete kombinacijo vidne svetlobe in infrardeče svetlobe, da resnično odbijete odbojnost, kar vam daje pomemben namig glede sestave asteroidov. '

Čeljabinsk 2.0?

Vsi predmeti, ki jih je proučevala Mainzerjeva ekipa, so bili razvrščeni kot NEO, od katerih so številni tudi potencialno nevarni asteroidi (PHA). PHA so predmeti, ki se najmanj približujejo orbiti Zemlje do orbite Zemlje 0,05 AU (astronomske enote; 1 AU je povprečna razdalja med Soncem in Zemljo).

'To ne pomeni, da bosta objekt in Zemlja hkrati na istem mestu, vendar to pomeni, da se njune orbite približata, zaradi česar je to zanimiva populacija,' je dejal Mainzer.

Zanimivo je, da je nekaj objektov v tej populaciji opredeljenih tudi kot „potencialno dostopni cilji“ - asteroidi, ki bi jih nekoč lahko dosegla prihodnja misija s posadko. [ Fotografije: NASA -ina misija za zajemanje asteroidov ]

Ob upoštevanju vpliva majhnega objekta v Čeljabinsku v začetku tega leta je morda trezno spoznanje, da naj bi bilo odkritih približno 90 odstotkov NEO s premerom večjim od 1 km, manj kot en odstotek asteroidov pa Zaznali so velikost meteorja Čeljabinsk (premer 17-20 metrov).

Če se vrnemo k NEOWISE odkrivanju majhnih NEO, je šlo za poskus, da bi razumeli korelacijo med raziskavami vidne svetlobe in infrardečo svetlobo, vendar je za večjo razumevanje sestave teh skrivnostnih majhnih groženj Zemlji potrebno več dela.

V bližnji prihodnosti je hibernirajoče vesoljsko plovilo WISE trenutno v postopku ponovnega zagona, zaradi česar bo v ne tako daljni prihodnosti spet na spletu in ponovno zagnalo program NEOWISE. Več odkrivanja majhnih NEO bo omogočilo boljše statistične izračune in izboljšalo naše razumevanje pristranskosti opazovanja vidne svetlobe, kar nam bo na koncu omogočilo boljše odkrivanje vseh prihajajočih vesoljskih kamnin, ki imajo naš planet v križišču.

Objava: Populacija drobnih objektov v bližini Zemlje, opazovali NEOWISE, Mainzer et al., 2013. arXiv: 1310.2980 [astro-ph.EP]

Ta članek je zagotovil Discovery News .