Gerist hlýrra: Að sjá smástirni nálægt jörðinni með undirskrift hita

Nýjar aðferðir til að koma auga á smástirni nálægt jörðinni með því að nota innrautt útblástur þeirra hefur komið í ljós af vísindamönnum NASA á APS fundinum í apríl 2019

15. febrúar 2013 braust hlut upp á himni yfir rússnesku borgina, Chelyabinsk. Sprengjan - greind eins langt og Antartica - var öflugri en kjarnorkusprenging, 25 til 30 sinnum öflugri. Það brakaði rúður og særðu um það bil 1200 manns. Reyndar var sprengjan svo ákaflega björt að það gæti vel verið að hún hafi stuttlega farið fram úr sólinni.

Chelyabinsk eldbolti tekinn upp af hljóðmyndavél frá Kamensk-Uralsky norður af Chelyabinsk þar sem enn var dögun. (Stofnun Plánetufélagsins)

Helsta áhyggjuefnið vegna atburðarins í Chelyabinsk er að loftsteinninn sem tók þátt - sem brotnaði af stærri smástirni - tiltölulega lítill - með þvermál 17–20 m. Það eru margir, miklu stærri hlutir þarna úti. Að vita nákvæmlega hvar væri mikill kostur.

Ábyrgðin á því að staðsetja slíka hluti í nágrenni jarðarinnar - Near Earth Objects (NEOs) og spurningin um hvernig eigi að koma í veg fyrir áhrif eru rannsökuð af Amy Mainzer og samstarfsmönnum hennar við smástirnaveiðifarþega NASA á Jet Propulsion Laboratory í Pasadena, Kaliforníu. Þeir hafa hugsað með sér einfalda en snjalla leið til að koma auga á NEOs þegar þeir hrjáðu sig í átt að jörðinni.

Þetta er safn mynda frá WISE geimfarinu á smástirni 2305 King, sem er nefndur eftir Martin Luther King Jr. Smástirnið birtist sem strengur appelsínugular punkta vegna þess að þetta er mengi útsetninga sem hefur verið bætt saman til að sýna hreyfingu hans yfir himininn. Þessar innrauða myndir hafa verið litakóðar svo að við getum skynjað þær með manna auga: 3,4 míkron er táknað sem blátt; 4,6 míkron er grænt, 12 míkron er gult og 22 míkron er sýnt sem rautt. Af WISE gögnum getum við reiknað út að smástirnið sé um 12,7 kílómetrar í þvermál, með 22% endurspeglun, sem gefur til kynna líklega grjóthríðssamsetningu (NASA)

Mainzer, sem er aðalrannsakandi erindisins, gerði grein fyrir starfi samhæfingarstofu Planetary Defense á vegum NASA á American Physical Society í aprílfundi í Denver - þar með talið NEO viðurkenningaraðferð liðsins og hvernig það mun hjálpa til við að koma í veg fyrir framtíð jarðaráhrifa.

Mainzer segir: „Ef við finnum hlut aðeins nokkra daga frá áhrifum, þá takmarkar það mjög val okkar, þannig að í leitartilraunum okkar höfum við lagt áherslu á að finna NEO þegar þeir eru lengra frá jörðinni, enda hámarks tíma og opnun upp fjölbreyttari möguleika á mótvægisaðgerðum. “

Þú verður hlýrri!

Að finna NEOs er ekki auðvelt verkefni. Mainzer lýsir því eins og að reyna að koma auga á kolkolla á næturhimninum.

Hún útfærir: „NEO eru í eðli sínu daufir vegna þess að þeir eru að mestu leyti mjög litlir og langt frá okkur í geimnum.

„Bætið við þessu að sumir þeirra eru eins dökkir og prentara andlitsvatn og það er mjög erfitt að reyna að koma auga á þá gegn svörtu geimnum.“

Þetta er mynd af fyrirhuguðu verkefni NEOCam (Near Earth Earth Camera) (NEOCam) sem er hannað til að finna, rekja og einkenna jörðina sem nálgast jörðina og halastjörnur. Með því að nota innrauða myndavél með hitauppstreymi myndi verkefnið mæla hitauppskriftir NEOs óháð því hvort þær eru ljósar eða dökk litaðar. Hýsing sjónaukans er máluð svart til að geisla eigin hita út í geiminn á skilvirkan hátt og sólskjöldur gerir honum kleift að fylgjast nálægt sólinni þar sem NEOs í jarðlíkustu brautum eyða miklum tíma sínum. Í bakgrunni er safn mynda af smástirni með belti sem safnað var af frumgerðinni NEOWISE; smástirnin birtast sem rauðir punktar gegn bakgrunnstjörnum og vetrarbrautum. (NASA)

Í stað þess að nota sýnilegt ljós til að koma auga á komandi hluti, störfuðu Mainzer og teymi hennar hjá JPL / Caltech í staðinn með einkennandi eiginleikum NEOs - hita þeirra.

Smástirni og halastjörnur eru hitaðar af sólinni og glóa svo bjart við hitauppstreymi - innrautt - bylgjulengd. Þetta þýðir að það er auðveldara að koma auga á þau með nánasta jörðinni Object Wide Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) sjónaukanum.

Mainzer útskýrir: „Með NEOWISE verkefninu getum við komið auga á hluti óháð yfirborðslit þeirra og notað það til að mæla stærð þeirra og aðra yfirborðs eiginleika.“

Að uppgötva NEO yfirborðs eiginleika veitir Mainzer og samstarfsmönnum hennar innsýn í það hversu stórir hlutirnir eru og hvað þeir eru úr, bæði mikilvæg atriði varðandi uppbyggingu varnarstefnu gegn jörð ógnandi NEO.

Til dæmis er ein varnarstefna að „hreinsa“ NEO fjarri braut jarðar. Málið er að reikna út orku sem þarf til þess nudge, upplýsingar um NEO massa, og því stærð og samsetningu, skipta sköpum.

NEOWISE geimsjónaukinn sást Halastjörnunni C / 2013 US10 Catalina hraðakstur um jörðina 28. ágúst 2015. Þessi halastjarna sveiflaðist inn frá Oort skýinu, skel af köldu, frosnu efni sem umlykur sólina í fjarlægasta hluta sólkerfisins langt út fyrir sporbraut Neptúnusar. NEOWISE náði halastjörnunni þar sem hann flísaði af virkni af völdum hitans frá sólinni. 15. nóvember 2015 kom halastjarnan næst nálgun sinni við sólina og dýfði inni í sporbraut jarðar; það er mögulegt að þetta er í fyrsta skipti sem þessi forni halastjarna hefur nokkru sinni verið svona nálægt sólinni. NEOWISE fylgdist með halastjörnunni í tveimur hitaviðkvæmum innrauða bylgjulengd, 3,4 og 4,6 míkron, sem eru litkóðuðir sem sýan og rauðir á þessari mynd. NEOWISE uppgötvaði halastjörnuna nokkrum sinnum á árunum 2014 og 2015; fimm af útsetningunum eru hér sýndar í samsettri mynd sem sýnir hreyfingu halastjörnunnar yfir himininn. Mikið magn af gasi og ryki sem halastjörnunni er spáð virðist rautt á þessari mynd því þau eru mjög köld, miklu kaldari en bakgrunnsstjörnurnar. (NASA)

Athugun á samsetningu smástirni mun einnig hjálpa stjörnufræðingum að skilja hvernig kringumstæður sólkerfisins myndaðist undir.

Mainzer segir: „Þessir hlutir eru í eðli sínu áhugaverðir vegna þess að sumir eru taldir vera eins gamlir og upprunalega efnið sem myndaði sólkerfið.

„Eitt af því sem við höfum verið að finna er að NEOs eru nokkuð fjölbreyttir í samsetningu.“

Mainzer hefur nú áhuga á að nýta sér framfarir í myndavélartækni til að aðstoða við leit að NEOs. Hún segir: „Við leggjum til að NASA geri nýjan sjónauka, NEOCam-myndavélina (Near Earth), til að vinna miklu umfangsmeira verk við að kortleggja smástirnastaði og mæla stærðir þeirra.“

Auðvitað, NASA er ekki eina geimferðastofnunin sem reynir að skilja NEOs - verkefnaverkefni JAXA (JAXA) Hayabusa 2, verkefna Japans Aerospace Exploration Agency, til að safna sýnum úr smástirni. Í kynningu sinni útskýrir Mainzer hvernig NASA vinnur með alþjóðlegu geimsamfélaginu í alþjóðlegu átaki til að verja jörðina fyrir áhrifum NEO.