Είναι μια γνωστή αστρονομική σύμβαση ότι η Γη έχει μόνο έναν φυσικό δορυφόρο, ο οποίος είναι γνωστός (κάπως μη δημιουργικά) ως «η Σελήνη». Ωστόσο, οι αστρονόμοι γνώριζαν για λίγο πάνω από μια δεκαετία ότι η Γη έχει επίσης έναν πληθυσμό από αυτά που είναι γνωστά ως «παροδικά φεγγάρια». Πρόκειται για ένα υποσύνολο αντικειμένων κοντινής γης (NEO) που προσωρινά συγκεντρώνονται από τη βαρύτητα της Γης και υποθέτουν τροχιές γύρω από τον πλανήτη μας.
Σύμφωνα με μια νέα μελέτη μιας ομάδας Φινλανδών και Αμερικανών αστρονόμων, αυτοί οι προσωρινά αιχμαλωτισμένοι τροχοί (TCO) θα μπορούσαν να μελετηθούν με το Μεγάλο Τηλεσκόπιο Συνοπτικής Έρευνας (LSST) στη Χιλή - το οποίο αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία έως το 2020. Με την εξέταση αυτών των αντικειμένων με το τηλεσκόπιο επόμενης γενιάς, οι συγγραφείς της μελέτης υποστηρίζουν ότι έχουμε την πρόθεση να μάθουμε πολλά για τους NEO και ακόμη και να αρχίσουμε να πραγματοποιούμε αποστολές σε αυτούς.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Ικάροςμε επικεφαλής τον Grigori Fedorets - φοιτητή διδακτορικού από το τμήμα φυσικής του Πανεπιστημίου του Ελσίνκι. Συνοδεύτηκε από φυσικούς από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας του Luleå, το Ινστιτούτο Έρευνας για την Αστροφυσική και την Κοσμολογία του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον (DIRAC) και το Πανεπιστήμιο της Χαβάης.
Η ιδέα των TCO διατυπώθηκε για πρώτη φορά το 2006 μετά την ανακάλυψη και τον χαρακτηρισμό του RH120, ενός αντικειμένου διαμέτρου 2 έως 3 μέτρων (6,5 έως 10 πόδια) που κανονικά περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο. Κάθε είκοσι περίπου χρόνια, κάνει προσεκτικές προσεγγίσεις στο σύστημα Γης-Σελήνης και συλλαμβάνεται προσωρινά από τη βαρύτητα της Γης.
Οι επακόλουθες παρατηρήσεις των NEO - όπως ο αστεροειδής 1991 VG και ο μετεωρίτης EN130114 - πρόσθεσαν επιπλέον βάρος σε αυτήν τη θεωρία και επέτρεψαν στους αστρονόμους να θέσουν περιορισμούς στους πληθυσμούς TCO. Αυτό οδήγησε στο συμπέρασμα ότι οι δορυφόροι που συλλαμβάνονται προσωρινά έρχονται σε δύο πληθυσμούς. Από τη μία πλευρά, υπάρχουν TCO, τα οποία ισοδυναμούν με τουλάχιστον μία επανάσταση γύρω από τη Γη ενώ συλλαμβάνονται.
Δεύτερον, υπάρχουν προσωρινά καταγεγραμμένα flybys (TCFs), τα οποία ισοδυναμούν με λιγότερες από μία περιστροφές κατά τη λήψη. Σύμφωνα με τον Fedorets και τους συναδέλφους του, αυτά τα αντικείμενα είναι ένας ελκυστικός στόχος για έρευνα και ραντεβού με το διαστημικό σκάφος - είτε με τη μορφή αποστολών μεγέθους CubeSat είτε μεγαλύτερου διαστημικού σκάφους που θα μπορούσαν να διεξάγουν αποστολές δείγματος-επιστροφής.
Για αρχάριους, η μελέτη αυτών των αντικειμένων θα επέτρεπε στους αστρονόμους να περιορίσουν το μέγεθος και τη συχνότητα των ΝΕΟ που κυμαίνονται σε μέγεθος από 1/10 του μέτρου έως 10 μέτρων σε διάμετρο, τα οποία δεν είναι καλά κατανοητά. Συνήθως, αυτά τα αντικείμενα είναι πολύ μικρά και πολύ εξασθενημένα για τα περισσότερα τηλεσκόπια και τεχνικές για αποτελεσματική παρατήρηση.
Η παρακολούθηση και η μελέτη αυτής της ειδικής τάξης NEOs είναι εκεί όπου το LSST παίζει. Λόγω της υψηλής ανάλυσης και της ευαισθησίας του, το LSST αναμένεται να καταστεί μία από τις κύριες εγκαταστάσεις για την ανακάλυψη NEO και δυνητικά επικίνδυνων αντικειμένων που διαφορετικά είναι πολύ δύσκολο να εντοπιστούν. Όπως είπε η Fedorets στο Space Magazine μέσω email:
«[E] για το LSST, η συντριπτική πλειονότητα των παροδικών φεγγαριών θα είναι πολύ αχνή για να τα ανακαλύψει. Ωστόσο, θα είναι η μόνη έρευνα που θα μπορεί να ανακαλύπτει τακτικά παροδικά φεγγάρια ... Τα χαρακτηριστικά του LSST που είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για ανίχνευση TCO περιλαμβάνουν: ένα μεγάλο οπτικό πεδίο. περιορισμός μεγέθους V = 24,7, επιτρέποντας ανιχνεύσεις εξασθενημένων αντικειμένων. λειτουργία λειτουργίας με παρατηρήσεις πλάτης-πλάτης και ταχεία παρακολούθηση του ίδιου πεδίου αρχικά την ίδια νύχτα, βοηθώντας στον εντοπισμό ταχέων αντικειμένων που κινούνται γρήγορα. "
Μόλις τεθεί σε λειτουργία, το τηλεσκόπιο LSST θα πραγματοποιήσει μια δεκαετή έρευνα που θα εξετάσει μερικές από τις πιο πιεστικές ερωτήσεις σχετικά με τη δομή και την εξέλιξη του Σύμπαντος. Αυτά περιλαμβάνουν τα μυστήρια της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας και τον σχηματισμό και τη δομή του Γαλαξία μας. Θα αφιερώσει επίσης χρόνο παρατήρησης στο Ηλιακό Σύστημα με την ελπίδα να μάθει περισσότερα σχετικά με τους μικρούς πλανήτες και τους NEO.
Για να προσδιορίσει πόσα TCO θα ανιχνεύσει το LSST, η ομάδα διεξήγαγε μια σειρά προσομοιώσεων. Το έργο τους βασίζεται σε μια προηγούμενη μελέτη που διεξήχθη το 2014 από τον Δρ. Bryce Bolin του Caltech και τους συναδέλφους του, όπου αξιολόγησαν τις τρέχουσες και τις επόμενες γενιές αστρονομικές εγκαταστάσεις. Αυτή η μελέτη έδειξε πώς το LSST θα ήταν εξαιρετικά αποτελεσματικό στην ανίχνευση παροδικών φεγγαριών.
Για τη μελέτη τους, ο Fedorets επανεξέτασε το έργο του Bolin και πραγματοποίησε τη δική του ανάλυση. Όπως το περιέγραψε:
«[A] συνθετικός πληθυσμός παροδικών φεγγαριών διήλθε μέσω της προσομοίωσης LSST. Η αρχική ανάλυση έδειξε ότι το Σύστημα Επεξεργασίας Κινούμενων Αντικειμένων του LSST μπορούσε να αναγνωρίσει μόνο τρία αντικείμενα σε τέσσερα χρόνια (ρυθμός τριών ανιχνεύσεων για μια περίοδο 15 ημερών). Αυτό φαινόταν [σαν] μικρό αριθμό, οπότε πραγματοποιήσαμε επιπλέον ανάλυση. Επιλέξαμε όλες τις παρατηρήσεις με τουλάχιστον δύο παρατηρήσεις και πραγματοποιήσαμε τον προσδιορισμό τροχιάς και την τροχιακή σύνδεση με μεθόδους εναλλακτικές προς το MOPS. Αυτή η ειδική θεραπεία αύξησε τον αριθμό των παρατηρήσιμων προσωρινών υποψηφίων σελήνης κατά τάξη μεγέθους. "
Στο τέλος, ο Fedorets και η ομάδα του κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η χρήση του LSST και του σύγχρονου αυτόματου λογισμικού αναγνώρισης αστεροειδών - γνωστός και ως. ένα σύστημα επεξεργασίας κινούμενων αντικειμένων (MOPS) - ένα TCO θα μπορούσε να ανακαλύπτεται μία φορά κάθε χρόνο. Αυτό το ποσοστό θα μπορούσε να αυξάνεται σε ένα TCO κάθε δύο μήνες εάν αναπτυχθούν πρόσθετα εργαλεία λογισμικού ειδικά για τον προσδιορισμό των TCO που θα μπορούσαν να συμπληρώσουν ένα βασικό MOPS.
Τελικά, η μελέτη των TCO θα είναι επωφελής για τους αστρονόμους για διάφορους λόγους. Για αρχάριους, υπάρχει ένα κενό μεταξύ της μελέτης των μεγαλύτερων αστεροειδών και των μικρότερων βολιδών - μικρών μετεωριτών που καίγονται τακτικά στην ατμόσφαιρα της Γης. Εκείνα που πέφτουν μεταξύ τους, τα οποία συνήθως έχουν διάμετρο μεταξύ 1 και 40 μέτρων (~ 3 έως 130 πόδια), προς το παρόν δεν είναι καλά περιορισμένα.
«Τα παροδικά φεγγάρια είναι ένας καλός πληθυσμός που περιορίζει αυτό το εύρος μεγεθών, καθώς σε αυτά τα εύρη μεγεθών πρέπει να εμφανίζονται τακτικά και να ανιχνεύονται με LSST», λέει ο Fedorets. «Επιπλέον, τα TCO αποτελούν εξαιρετικούς στόχους για [επιτόπιες] αποστολές. Έχουν παραδοθεί «δωρεάν» κοντά στην Γη. Επομένως, απαιτείται σχετικά μικρή ποσότητα καυσίμου για να φτάσουν σε αυτά. Οι πιθανές αποστολές θα μπορούσαν να σχεδιαστούν ως in situ flyby αποστολές (π.χ. της κατηγορίας CubeSat) ή ως πρώτα βήματα στη χρήση αστεροειδών πόρων. "
Ένα άλλο πλεονέκτημα της μελέτης αυτών των αντικειμένων είναι πώς θα βοηθήσουν τους αστρονόμους να αποκτήσουν καλύτερη κατανόηση των δυνητικά επικίνδυνων αντικειμένων (PHOs). Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται για να περιγράψει αστεροειδείς που διασχίζουν περιοδικά την τροχιά της Γης και ενέχουν κίνδυνο σύγκρουσης. Ενώ έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά παρατήρησης με τα TCO, μπορούν να διακριθούν μόνο με βάση τις τροχιές τους.
Φυσικά, η Fedorets τόνισε ότι ενώ τα TCO περνούν μήνες σε γεωκεντρικές τροχιές, μια πιθανή αποστολή να μελετήσει ένα από αυτά θα πρέπει να είναι ταχείας απόκρισης στη φύση. Ευτυχώς, η ESA αναπτύσσει μια τέτοια αποστολή με τη μορφή του "Comet Interceptor", η οποία θα ξεκινήσει σε μια σταθερή τροχιά αδρανοποίησης και θα ενεργοποιηθεί μόλις ένας κομήτης ή αστεροειδής εισέλθει στην τροχιά της Γης.
Η μεγαλύτερη κατανόηση των προσωρινών δορυφόρων της Γης, των δυνητικά επικίνδυνων αντικειμένων και των αστεροειδών Near-Earth είναι απλώς ένα από τα πολλά οφέλη που αναμένεται να προέλθουν από τηλεσκόπια επόμενης γενιάς όπως το LSST. Αυτά τα όργανα όχι μόνο θα μας επιτρέψουν να δούμε μακρύτερα και με μεγαλύτερη σαφήνεια (επεκτείνοντας έτσι τις γνώσεις μας για το Ηλιακό μας Σύστημα και τον Κόσμο), θα μπορούσαν επίσης να μας βοηθήσουν να διασφαλίσουμε τη μακροπρόθεσμη επιβίωσή μας ως είδος.
