Затопляне: Забелязване на близкоземни астероиди чрез топлинен подпис

Нова техника за откриване на астероиди в близост до Земята, използващи техните инфрачервени емисии, беше разкрита от изследователите на НАСА по време на априлската среща на APS през 2019 г.

На 15 февруари 2013 г. в небето над руския град Челябинск се разпада обект. Взривът - засечен чак до Антарктида - беше по-мощен от ядрена експлозия, 25 до 30 пъти по-мощен. Той счупи прозорци и нарани около 1200 души. Всъщност взривът беше толкова интензивно ярък, че може би за кратко ще надхитри Слънцето.

Челябинска огнена топка, записана от дамска камера от Каменск-Уралски северно от Челябинск, където все още беше зората. (Институт за планетарно общество)

Основната тревога за събитието в Челябинск е, че метеорът, който се е откъснал от по-голям астероид - сравнително малък - с диаметър 17–20 m. Има много, много по-големи предмети. Да знам точно къде би било от голямо предимство.

Отговорността за локализирането на подобни обекти в близост до Земята - Близо до Земни обекти (НОО) и въпросът как да се предотврати въздействие се разследват от Ейми Майнцер и нейните колеги от мисията на НАСА за лов на астероиди в лабораторията за реактивни двигатели в Пасадена, Калифорния. Те са измислили прост, но гениален начин да забележат НЕО, докато се втурнат към планетата.

Това е колекция от изображения от космическия кораб WISE на астероида 2305 King, който е кръстен на Мартин Лутър Кинг-младши Астероидът се появява като низ от оранжеви точки, защото това е набор от експозиции, които са добавени заедно, за да покажат движението си през небето. Тези инфрачервени снимки са цветно кодирани, така че да можем да ги възприемаме с човешкото око: 3,4 микрона са представени като сини; 4.6 микрона е зелено, 12 микрона е жълто, а 22 микрона са показани като червени. От данните на WISE можем да изчислим, че астероидът е с диаметър около 12,7 километра, с 22% отразяване, което показва вероятна камениста композиция (НАСА)

Майнзер, която е главен изследовател на мисията, очерта работата на координационния офис на НАСА по планетарната отбрана на Американската физическа общност на априлската среща в Денвър - включително метода за признаване на нейния екип NEO и как ще подпомогне усилията за предотвратяване на бъдещи удари върху Земята.

Майнцер казва: „Ако открием обект само на няколко дни от въздействието, това значително ограничава нашия избор, така че в нашите усилия за търсене се съсредоточихме върху намирането на НЕО, когато са по-далеч от Земята, осигурявайки максимално количество време и отваряне за по-широк спектър от възможности за смекчаване. “

Ставаш по-топло!

Намирането на NEO не е лесна задача. Майнцер го описва като опит да забележи бучка въглища на нощното небе.

Тя уточнява: „НЕО са присъщо припаднали, защото те са най-вече наистина малки и далеч от нас в космоса.

„Добавете към това факта, че някои от тях са тъмни като тонер на принтера, а опитът да ги забележите върху черното на пространството е много трудно.“

Това е изображение на предложената мисия за околоземна обектна камера (NEOCam), която е предназначена да открива, проследява и характеризира астероиди и комети, приближаващи се към Земята. Използвайки термична инфрачервена камера, мисията ще измерва топлинните сигнатури на NEO, независимо дали са светли или тъмни. Корпусът на телескопа е боядисан в черно, за да излъчва ефективно собствената си топлина в космоса, а слънчевият му щит му позволява да наблюдава близо до Слънцето, където НЕО в най-подобни на Земята орбити прекарват голяма част от времето си. На заден план е набор от изображения на главни астероиди на колана, събрани от мисията прототип NEOWISE; астероидите се появяват като червени точки на фона на звезди и галактики. (НАСА)

Вместо да използват видима светлина, за да забележат входящите обекти, Mainzer и нейният екип от JPL / Caltech работеха вместо с характерна черта на NEO - тяхната топлина.

Астероидите и кометите се затоплят от слънцето и така светят ярко при термични - инфрачервени - дължини на вълните. Това означава, че те са по-лесни за установяване с телескопа с широкополево инфрачервено проучване (NEOWISE).

Майнцер обяснява: „С мисията NEOWISE можем да забележим обекти, независимо от техния цвят на повърхността, и да го използваме за измерване на техните размери и други свойства на повърхността.“

Откриването на повърхностните свойства на NEO предоставя на Mainzer и нейните колеги представа колко големи са обектите и от какво са направени, както критичните детайли при изграждането на отбранителна стратегия срещу заплашваща Земята NEO.

Например, една отбранителна стратегия е физически да „изтласка“ NEO далеч от траекторията на удар на Земята. Работата е там, че за да се изчисли енергията, необходима за това натискане, подробностите за NEO масата и следователно размерът и състава са от решаващо значение.

Космическият телескоп NEOWISE забеляза Комета C / 2013 US10 Каталина, превишаваща скоростта на Земята на 28 август 2015 г. Тази комета се завъртя от облака на Оорт, черупката на студен, замръзнал материал, който заобикаля Слънцето в най-отдалечената част на слънчевата система далеч отвъд орбитата на Нептун. NEOWISE превзе кометата, докато се фиксира с активност, причинена от слънчевата топлина. На 15 ноември 2015 г. кометата направи най-близкия си подход към Слънцето, потапяйки се в орбитата на Земята; възможно е това да е първият път, когато тази древна комета някога е била толкова близо до Слънцето. NEOWISE наблюдава кометата в две чувствителни към топлината инфрачервени дължини на вълната, 3,4 и 4,6 микрона, които са цветно кодирани като синьо и червено на това изображение. NEOWISE открива тази комета няколко пъти през 2014 и 2015 г .; пет от експозициите са показани тук в комбинирано изображение, изобразяващо движението на кометата по небето. Обилните количества газ и прах, излъчвани от кометата, изглеждат червени в това изображение, защото са много студени, много по-студени от фоновите звезди. (НАСА)

Разглеждането на състава на астероидите също ще помогне на астрономите да разберат как са се образували обстоятелствата, при които се е образувала Слънчевата система.

Майнцер казва: „Тези обекти са присъщи интересни, защото се смята, че някои са толкова стари, колкото оригиналният материал, съставен от Слънчевата система.

„Едно от нещата, които открихме, е, че НОО са доста разнообразни по състав.“

Сега Mainzer има желание да използва напредъка в технологиите на камерата, за да подпомогне търсенето на NEO. Тя казва: „Ние предлагаме на НАСА нов телескоп, Близоземната обектна камера (NEOCam), за да свършим много по-всеобхватна работа по картирането на астероидните места и измерването на техните размери.“

Разбира се, НАСА не е единствената космическа агенция, която се опитва да разбере НЕО - мисията на Японската агенция за аерокосмическо проучване (JAXA) Hayabusa 2 планира да събира проби от астероид. В своята презентация Майнцер обяснява как НАСА работи с глобалната космическа общност в международни усилия за защита на планетата от въздействието на NEO.