Toplejše: opazovanje asteroidov blizu Zemlje s toplotno podpisovanjem

Raziskovalci Nasine so na aprilskem zasedanju APS leta 2019 razkrili novo tehniko za opazovanje asteroidov blizu Zemlje, ki uporabljajo njihove infrardeče emisije.

15. februarja 2013 se je na nebu nad ruskim mestom, Čelijabinskom, na nebu razbil predmet. Eksplozija - odkrita daleč kot Antartica - je bila močnejša od jedrske eksplozije, 25 do 30-krat močnejša. Razbila je okna in poškodovala približno 1200 ljudi. Pravzaprav je bila eksplozija tako močno svetla, da je morda na kratko premagala Sonce.

Čevljabinsko ognjeno kroglo, ki jo je posnela pikapolonica iz Kamensk-Uralskega severno od Čeljabinska, kjer je bila še zora. (Inštitut za planetarno družbo)

Glavna težava pri dogodku v Čeljabinsku je, da je vpleteni meteor - ki se je odlomil od večjega asteroida - sorazmerno majhen - s premerom 17–20 m. Zunaj je veliko, veliko večjih predmetov. Točno vedeti, kje bi bilo v veliko prednost.

Amy Mainzer in njene sodelavke iz NASA-ine lovske asteroidne misije v laboratoriju za reaktivni pogon v Pasadeni v Kaliforniji preiskujeta odgovornost Amy Mainzer in njene sodelavke pri NASA-in lovski misiji v Pasadeni v Kaliforniji. Izdelali so preprost, a iznajdljiv način, kako opaziti NEO, ko se peljejo proti planetu.

To je zbirka slik z vesoljskega plovila WISE asteroida 2305 King, ki je poimenovano po Martinu Lutherju Kingu mlajšemu. Asteroid se pojavlja kot niz oranžnih pik, ker gre za niz osvetlitev, ki so jih dodali skupaj, da bi pokazali njegovo gibanje čez nebo. Te infrardeče slike so barvno označene tako, da jih lahko zaznamo s človeškim očesom: 3,4 mikrona je predstavljeno kot modro; 4,6 mikrona je zeleno, 12 mikronov je rumeno, 22 mikronov pa je prikazano kot rdeče. Iz podatkov WISE lahko izračunamo, da je asteroid premera približno 12,7 kilometra z 22-odstotno odbojnostjo, kar kaže na verjetno kamnito sestavo (NASA)

Mainzer, ki je glavni preiskovalec misije, je orisal delo Nasinega urada za koordinacijo planetarne obrambe na srečanju ameriškega fizičnega društva v aprilu v Denverju - vključno z metodo priznavanja svoje ekipe NEO in kako bo pomagal prizadevanjem za preprečevanje prihodnjih vplivov na Zemljo.

Mainzer pravi: "Če najdemo predmet le nekaj dni pred udarcem, to močno omeji naše odločitve, zato smo se v svojih prizadevanjih za iskanje osredotočili na iskanje NEO-jev, ko so bolj oddaljeni od Zemlje, kar zagotavlja največ časa in odpiranje povečati obseg možnosti ublažitve. "

Postajaš toplejši!

Iskanje NEO ni lahka naloga. Mainzer to opisuje kot poskus poskusa grudice premoga na nočnem nebu.

Pojasnjuje: "NEO-ji so v bistvu omedlevi, ker so večinoma res majhni in so daleč od nas v vesolju.

"K temu dodajte še dejstvo, da so nekatere od njih temne kot toner tiskalnika in jih je zelo težko posvetiti črni vesolji."

To je slika predlagane misije fotoaparata za obmorsko zemljo (NEOCam), ki je zasnovana za iskanje, sledenje in karakterizacijo asteroidov in kometov, ki se približajo Zemlji. Z uporabo termalne infrardeče kamere bi misija merila toplotne podpise NEO ne glede na to, ali so svetlobe ali temne barve. Ohišje teleskopa je pobarvano črno, da učinkovito izžareva lastno toploto v vesolje, njegov sončni ščit pa omogoča opazovanje blizu Sonca, kjer NEO-ji v večini zemeljskih orbitov preživijo večino svojega časa. V ozadju je niz slik glavnih pasovnih asteroidov, ki jih je zbrala prototipna misija NEOWISE; asteroidi se pojavljajo kot rdeče pike na ozadju zvezd in galaksij. (NASA)

Namesto da bi uporabljali vidno svetlobo za opazovanje dohodnih predmetov, sta Mainzer in njena ekipa v podjetju JPL / Caltech delali z značilno lastnostjo NEO - njihove vročine.

Asteroidi in kometi segrevajo sonce in tako močno žarejo pri termičnih - infrardečih - valovnih dolžinah. To pomeni, da jih je lažje opaziti s teleskopom infrardečega raziskovanja (NEOWISE) s širokim poljem objekta.

Mainzer pojasnjuje: "Z misijo NEOWISE lahko opazimo predmete, ne glede na njihovo barvo površine, in jih uporabimo za merjenje njihovih velikosti in drugih lastnosti površine."

Odkrivanje površinskih lastnosti NEO daje Mainzerju in njenim kolegom vpogled v to, kako veliki so predmeti in iz česa so narejeni, obe kritični podrobnosti pri izdelavi obrambne strategije pred nevarno zemljo NEO.

Ena od obrambnih strategij je na primer fizično »potisniti« NEO stran od poti Zemlje. Stvar je v tem, da so za izračun energije, ki je potrebna za to potiskanje, ključni podatki NEO mase, torej velikost in sestava.

Vesoljski teleskop NEOWISE je opazil Comet C / 2013 US10 Catalina, ki je 28. avgusta 2015 na Zemlji prehitel Zemljo. Ta komet se je priletel iz Oortovega oblaka, lupine hladnega, zamrznjenega materiala, ki obdaja Sonce v najbolj oddaljenem delu osončja daleč onstran organe Neptuna. NEOWISE je zajel komet, ko se je zasukal z aktivnostjo, ki jo je povzročila Sončeva vročina. 15. novembra 2015 se je komet približal Soncu in se potopil v Zemljino orbito; možno je, da je to prvič, da je bil ta starodavni komet kdaj tako blizu Soncu. NEOWISE je komet opazoval v dveh toplotno občutljivih infrardečih valovnih dolžinah, 3,4 in 4,6 mikrona, ki sta na tej sliki barvno označeni kot cijan in rdeč. NEOWISE je ta komet večkrat zaznal v letih 2014 in 2015; pet izpostavljenosti je tu prikazanih v kombinirani sliki, ki prikazuje gibanje kometa po nebu. Številne količine plina in prahu, ki jih vliva komet, so na tej sliki rdeče, ker so zelo hladne, veliko hladnejše od zvezd v ozadju. (NASA)

Preučitev sestave asteroidov bo astronomom pomagalo tudi razumeti, kako so nastale okoliščine, v katerih je nastal sončni sistem.

Mainzer pravi: "Ti predmeti so sami po sebi zanimivi, ker so nekateri stari toliko kot prvotni material, ki je sestavljen iz osončja.

"Ena od stvari, ki smo jo ugotovili, je, da so organizacije NEO precej raznolike po sestavi."

Mainzer si zdaj prizadeva uporabiti napredek v tehnologiji kamer za pomoč pri iskanju nevladnih organizacij. Pravi: "Nasi predlagamo nov teleskop, Obalna kamera za skoraj zemljo (NEOCam), da opravi veliko bolj celovito nalogo preslikavanja lokacij asteroidov in merjenja njihovih velikosti."

Seveda NASA ni edina vesoljska agencija, ki poskuša razumeti NEO - misija Japonske agencije za vesoljsko raziskovanje (JAXA) Hayabusa 2 načrtuje zbiranje vzorcev z asteroida. Mainzer v svoji predstavitvi razloži, kako NASA sodeluje s svetovno vesoljsko skupnostjo v mednarodnih prizadevanjih za obrambo planeta pred vplivi NEO.