Как ученые находят большие астероиды, которые могут угрожать Земле

Когда вы крепко спите ночью, телескопы на вершинах высоких гор постоянно выискивают неизвестные космические камни, которые могут пролететь близко к Земле или даже потенциально поразить нас.

Конгресс поручает НАСА найти и отследить астероиды и кометы, которые пролетают в нашем космическом районе, то есть примерно в 30 миллионах миль от орбиты Земли вокруг Солнца. Они метко названы «околоземными объектами» или ОСЗ, и считается, что тысячи крупных объектов остаются неоткрытыми.

Специализированные телескопы на Гавайях, в Аризоне и за их пределами обнаружили около 95 процентов гигантов шириной в один километр (0,6 мили) или больше, которые могут вызвать планетарное опустошение. Тем не менее, астрономы нашли только 40 процентов скал высотой 460 футов (обычно упоминается как 140 метров) или больше. Это все еще относительно большие, угрожающие объекты.

«Многие из них ждут своего открытия», — сказал Mashable Ларри Денно, один из исследователей, который возглавляет исследование ATLAS, или Систему последнего оповещения о столкновении с землей. «Сто сорок метров — это размер большого города». К середине мая 2022 года исследования скал высотой более 460 футов выявили около 10 000 из примерно 25 000 таких околоземных объектов. При нынешних темпах каждый год находят два процента этих пород. Ежегодно обнаруживается около 500 таких пород.

К счастью, неизвестный астероид более 460 футов в поперечнике будут угрожать Земле в следующем столетии или около того. Астрономы говорят, что шансы на серьезное столкновение в течение нашей жизни, насколько нам известно, чрезвычайно малы. Чтобы проиллюстрировать это, удары объектов диаметром около 460 футов происходят каждые 10 000–20 000 лет, а «убийственное динозаврам» столкновение с камнем диаметром, возможно, в полмили или больше происходит в масштабах времени 100 миллионов лет.Но что-то угрожающее может нас удивить, например, неожиданный астероид размером с футбольное поле, который в 2019 году пролетел всего в 40 000 миль от Земли. Вот почему наблюдение имеет решающее значение. Возможно, мы не сможем оттолкнуть приближающийся камень от нашей планеты — это амбициозная космическая задача, которая требует многолетнего планирования, — но мы можем подготовиться к удару и убрать людей с дороги.

«Вам нужно знать, что произойдет, когда это произойдет и насколько сильно это ударит», — сказал Mashable Эрик Кристенсен, директор программы Catalina Sky Survey в Аризоне, занимающейся поиском NEO.

Важно отметить, что даже небольшой астероид диаметром от 100 до 170 футов может разрушить такой город, как Канзас-Сити, где проживает полмиллиона человек. Таким образом, исследования крупных и «мелких» пород имеют жизненно важное значение.

Мы поговорили с учеными из трех телескопов, обнаруживших большинство этих околоземных объектов, о том, как они обнаруживают относительно крошечные неизвестные в огромном звездном небе.

• Мегакомета, летящая через нашу солнечную систему, имеет ширину 85, да, 85 миль.
• Загадочный «космический алмаз» реален? Расследование.
• Несущийся на большой скорости объект столкнулся с Юпитером и взорвался, показаны крутые кадры из космоса

Пан-ЗВЕЗДЫ

Pan-STARRS, или Панорамный обзорный телескоп и система быстрого реагирования, находится на вершине спящего вулкана Халеакала на Гавайях на высоте около 10 000 футов. Обзор состоит из двух телескопов, всматривающихся в небо и ищущих необычное движение, особенно то, что движется быстро или медленно. Быстрый объект подразумевает более близкий объект, то есть сильный кандидат на ОСЗ.

Телескопы, в значительной степени финансируемые Программой НАСА по наблюдению за Землей, превосходно улавливают движущиеся точки в небе, потому что они оснащены одними из самых мощных цифровых камер в мире, содержащих 1,4 или 1,5 миллиарда пикселей.(Хорошая потребительская цифровая камера может иметь около 20 миллионов пикселей.) Благодаря своему острому зрению компания Pan-STARRS обнаружила 253 из 456 околоземных астероидов шириной более 460 футов, открытых в 2021 году, и стала лидером в этих обнаружениях для прошлое десятилетие.

Камеры делают четыре снимка одного и того же места в небе в течение часа, а затем программное обеспечение выявляет любое характерное движение на этих кадрах. В обычную ночь Pan-STARRS может обнаружить от 3000 до 5000 ранее неизвестных объектов в отдаленном поясе астероидов, причем от пяти до десяти из них являются потенциальными объектами, сближающимися с Землей. Кандидаты на высокие скорости немедленно отправляются в Центр малых планет, который является официальным в мире информационным центром для каталогизации объектов в нашей Солнечной системе. Затем Pan-STARRS проследит за новыми открытиями, чтобы определить орбиты камней. Некоторые ОСЗ в конечном итоге помечены как «потенциально опасные астероиды», что означает, что они находятся на расстоянии около пяти миллионов миль от Земли.

Если выяснится, что скала шириной более 30 футов имеет более одного процента шансов столкнуться с Землей, НАСА сделает официальное предупреждение Белому дому и другим правительственным лидерам, которые затем оценят ситуацию и проинформируют общественность о любой потенциальной опасности. удар (надеюсь, он не попадет в Землю или упадет в бескрайние океаны). НАСА, однако, еще ни разу не выдавал такого предупреждения.

Хотя быстро движущиеся объекты в небе часто являются ОСЗ, особенно проблематичными являются медленные камни. «Вам нужно следить за медленными», — сказал Mashable Ричард Уэйнскоут, астроном из Гавайского университета, который возглавляет исследование Pan-STARRS. «Вы должны быть немного осторожны с ними».

С нашей точки зрения на Землю, медленно движущийся объект на самом деле может быть камнем, летящим прямо или почти прямо на Землю. Ярким примером является астероид 2019 OK, который, как отмечалось ранее, несколько лет назад пролетел всего в 40 000 миль от нашей поверхности. «Это подкралось к нам, двигаясь очень медленно», — сказал Уэйнскоут.

Pan-STARRS может обнаруживать сотни новых объектов, сближающихся с Землей, каждый год, но, вероятно, обнаружил бы еще больше, если бы не ряд проблем, как естественных, так и неестественных. Негабаритная, чрезвычайно яркая луна Земли освещает небо и может сделать обнаружение относительно крошечных удаленных объектов трудным или невозможным. Плохая погода портит съемки. А когда телескоп выходит из строя и нуждается в ремонте, Pan-STARRS приходится конкурировать с профессиональными турнирами по гольфу за использование единственного стрелового подъемника на Мауи. Наличие только одного работающего телескопа значительно снижает их производительность на несколько месяцев. «Очень важно иметь два работающих телескопа, — объяснил Уэйнскоут. «Мы можем исследовать вдвое больше неба».

К счастью, когда Pan-STARRS мешает погода или ремонт, другие телескопы все еще исследуют Солнечную систему.

Каталина Sky Survey

Конкуренция между различными опросами отсутствует. Они работают вместе, чтобы выполнить поручение Конгресса НАСА по поиску 90 процентов всех космических камней шириной 460 футов или больше.

«Чем больше глаз смотрит в небо, тем лучше мы живем», — сказал Кристенсен из Catalina Sky Survey, три телескопа которой расположены в горах Санта-Каталина в Аризоне.

Catalina Sky Survey, финансируемый НАСА, занимается поиском ОСЗ около 27 дней в месяц, делая перерыв только тогда, когда яркая полная луна мешает наблюдениям. «Они могут появиться в любом месте неба», — подчеркнул Кристенсен. «Нам нужно охватить как можно больше неба».

«Чем больше глаз устремлено в небо, тем лучше мы».

В то время как Pan-STARRS, как правило, находит больше NEO шириной более 460 футов (или 140 метров), Catalina в целом находит немного больше NEO. Это хорошо, потому что что-то под 140 метров вполне способно на опустошение. «Я думаю, что 130 метров тоже было бы довольно плохо», — заметил Wainscoat из Pan-STARRS.

Начиная с 2016 года, Catalina Sky Survey начал обнаруживать еще сотни астероидов каждый год, и Кристенсен приписывает это улучшение усовершенствованиям телескопа.Как и Pan-STARRS, Catalina просматривает ночное небо в поисках объектов, движущихся на фоне звезд. Они присылают все интересное в Центр малых планет. Часто делаются новые открытия.

Кристенсен признает, что еще предстоит найти множество околоземных астероидов. Чтобы ускорить открытия, они могли бы использовать улучшенное оборудование. «Нам было бы полезно иметь лучшее оборудование и большие телескопы», — сказал он.

АТЛАС

В то время как Pan-STARRS или Catalina заглядывают глубже в Солнечную систему на предмет любого движения, обзор ATLAS или Система последнего оповещения о столкновении с землей астероида действует больше как огромный прожектор, внимательно осматривающий Землю.

«Когда более мелкие объекты приближаются к Земле и пролетают мимо, мы их видим», — сказал Денно из ATLAS. Телескопы ATLAS — два на Гавайях, один в Чили и один в Южной Африке — могут каждую ночь сканировать все небо.

«Мы все время ищем повсюду, чтобы найти что-то близкое к нам», — сказал Денно.

«Мы все время ищем повсюду, чтобы найти что-то близкое к нам».

Подобно другим обзорам, телескопы ATLAS делают несколько снимков неба в поисках движущихся точек. Они отправляют новых интересных кандидатов в Центр малых планет. И они готовы к чрезвычайной ситуации. «Кто-то всегда на связи», — объяснил Денно. «Кто-то всегда следит за данными, поступающими с телескопов».

Телескопы могут в конечном итоге дать уведомление за день, неделю или месяц. Они могут заметить что-то около 65 футов через несколько дней; камень шириной около 300 футов можно обнаружить за несколько недель. ATLAS обнаружил небольшие, к счастью, безвредные камни, которые действительно попали в Землю. Например, в июне 2019 года в ходе исследования был обнаружен астероид 2019 MO шириной 13 футов. Всего через двенадцать часов он взорвался в небе недалеко от Пуэрто-Рико.

Этим трем основным исследовательским операциям скоро будет оказана помощь.

В 2026 году НАСА запустит свой долгожданный космический телескоп Near-Earth Object Surveyor (NEO Surveyor), который будет вращаться вокруг Земли.В космосе миссия раскроет состав, форму и орбиты этих скал, а также найдет тысячи еще неизвестных близлежащих объектов. Более того, в 2023 году будет введена в эксплуатацию гигантская обсерватория Веры С. Рубин, расположенная на высоте более 8700 футов в чилийском хребте Серро-Пачон. Телескоп шириной более 27 футов будет тщательно исследовать небо и, помимо множества целей, проведет инвентаризацию миллионов объектов в нашей Солнечной системе, в том числе многих объектов, сближающихся с Землей.

Как заметил выше Кристенсен, чем больше глаз увидит разрозненные части неба, тем больше потенциально угрожающих скал мы обнаружим. Сильный удар — будь то камень диаметром 100, 200, 300 или 1000 футов — произойдет снова. Это может быть в вашей жизни, или нет. Столкновения — нормальная часть космоса.

«Это просто непрерывный процесс, происходящий в Солнечной системе», — сказал Кристенсен.