Πόσο επικίνδυνες είναι οι χιλιάδες και εκατομμύρια αστεροειδείς που περιβάλλουν τον τρίτο βράχο από τον Ήλιο - Γη; Δεδομένου ότι ένας αστεροειδής αντίκτυπος αντιπροσωπεύει πραγματικό κίνδυνο για τη ζωή και την ιδιοκτησία, αυτό είναι ένα ερώτημα που ικετεύει απαντήσεις εδώ και δεκαετίες. Αλλά τώρα, οι επιστήμονες στο Jet Propulsion Laboratory της NASA έχουν λάβει δεδομένα από μια ποικιλία περιουσιακών στοιχείων του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ και σχεδίασαν ένα εντυπωσιακό σύνολο δεδομένων που εκτείνεται σε 20 χρόνια.
Αυτή η τελευταία συλλογή δεδομένων υπογραμμίζει πόσο συχνές είναι μερικές από αυτές τις μεγαλύτερες βολίδες, με τη μεγαλύτερη να είναι η εκδήλωση Chelyabinsk στις 15 Φεβρουαρίου 2013, η οποία τραυματίστηκε χιλιάδες στη Ρωσία. Τα νέα δεδομένα θα βελτιώσουν την κατανόησή μας για τη συχνότητα και την παρουσία μικρών και μεγάλων αστεροειδών που αποτελούν κίνδυνο για κατοικημένες περιοχές οπουδήποτε στη Γη.
Τα δεδομένα από «κυβερνητικούς αισθητήρες» - που σημαίνει δορυφόρους έγκαιρης προειδοποίησης για την παρακολούθηση εκτοξεύσεων πυραύλων (από πιθανούς εχθρούς), καθώς και οθόνες εδάφους υπερήχου - δείχνουν την κατανομή συμβάντων bolide (βολίδα). Τα δεδομένα δείχνουν πρώτα πόσο ομοιόμορφα διανέμονται τα γεγονότα σε όλο τον κόσμο. Αυτά τα δεδομένα κυκλοφορούν τώρα στο κοινό και τους ερευνητές για πιο λεπτομερή ανάλυση.
Τα πιο πρόσφατα δεδομένα που κυκλοφόρησε η αμερικανική κυβέρνηση δείχνουν τόσο πόσο συχνά είναι τα μπαλόνια και πόσο αποτελεσματικά προστατεύει η επιφάνεια η γήινη ατμόσφαιρα. Ένα υποσύνολο αυτών των δεδομένων είχε αναλυθεί και αναφερθεί από τον Δρ. Peter Brown από το Πανεπιστήμιο του Δυτικού Οντάριο του Καναδά και την ομάδα του το 2013, αλλά περιελάμβανε μόνο 58 εκδηλώσεις. Αυτό το νέο σύνολο δεδομένων περιέχει 556 συμβάντα.
Τα πρόσφατα δημοσιευμένα δεδομένα δείχνουν επίσης πώς η ατμόσφαιρα της Γης είναι ένα ανώτερο φράγμα που αποτρέπει τη διείσδυση και την πρόσκρουση των μικρών αστεροειδών στην επιφάνεια της Γης. Ακόμη και ο αστεροειδής Chelyabinsk 20 μέτρων (65 πόδια) εξερράγη στον αέρα, διαλύοντας τη δύναμη μιας πυρηνικής έκρηξης 29,7 χλμ. (18,4 μίλια, 97.400 πόδια) πάνω από την επιφάνεια. Διαφορετικά, αυτός ο αστεροειδής θα μπορούσε να εξαλείψει μεγάλο μέρος μιας σύγχρονης πόλης. Το Chelyabinsk σώθηκε επίσης λόγω της απόλυτης τύχης - ο αστεροειδής εισήλθε σε μια ρηχή γωνία που οδηγεί στο θάνατό του. πιο απότομα, και θα είχε εκραγεί πολύ πιο κοντά στην επιφάνεια. Ενώ πολλοί εκρήγνυνται στην ανώτερη ατμόσφαιρα, συμβαίνει συχνά ένα ευρύ διασκορπισμένο πεδίο μικρών θραυσμάτων. Σε ιστορικούς χρόνους, οι πόλεις και τα χωριά έχουν αναφέρει ότι πέφτουν από τέτοια σπρέι από πέτρες από τον ουρανό.
Η NASA και η JPL τόνισαν ότι οι επενδύσεις στην έγκαιρη ανίχνευση αστεροειδών έχουν αυξηθεί 10 φορές τα τελευταία 5 χρόνια. Ερευνητές όπως ο Δρ Jenniskens στο Ινστιτούτο SETI έχουν αναπτύξει ένα δίκτυο φωτογραφικών μηχανών παντός ουρανού που έχουν καθορίσει τις τροχιές πάνω από 175.000 μετεωρίτες που έκαψαν στην ατμόσφαιρα. Και το Ίδρυμα B612 υπήρξε ο ισχυρότερος υποστηρικτής της ανακάλυψης όλων των επικίνδυνων αστεροειδών. Το B612, με επικεφαλής τους πρώην αστροναύτες Ed Lu και Rusty Schweikert, έχει σχεδιάσει ένα διαστημικό τηλεσκόπιο που ονομάζεται Sentinel, το οποίο θα βρει επικίνδυνους αστεροειδείς και θα βοηθήσει στη διαφύλαξη της Γης για αιώνες στο μέλλον.
Η ταχύτητα είναι το παν. Ενώ η Τσελιάμπινσκ είχε μόλις το 1/10 της μάζας του σούπερ αερομεταφορέα κατηγορίας Nimitz, ταξίδεψε 1000 φορές πιο γρήγορα. Η κινητική της ενέργεια λόγω της ταχύτητάς της ήταν 20 έως 30 φορές εκείνη που απελευθερώθηκε από τα πυρηνικά όπλα που χρησιμοποιήθηκαν για τον τερματισμό του πολέμου εναντίον της Ιαπωνίας - περίπου 320 έως 480 kilotons TNT. Εν συντομία, οι αστεροειδείς θεωρούνται διαστημικοί βράχοι μεγαλύτεροι από 1 μέτρο και αυτοί οι μικρότεροι ονομάζονται μετεωροειδή.
Δύο προηγούμενες έρευνες μπορούν να συγκριθούν με αυτά τα νέα δεδομένα. Ένας από τον Eugene Shoemaker στη δεκαετία του 1960 και ένας από τον Dr. Brown. Η αρχική εργασία του Shoemaker χρησιμοποιώντας μετρήσεις σεληνιακού κρατήρα και η πιο πρόσφατη εργασία της ομάδας του Dr. Brown, χρησιμοποιώντας αισθητήρες του Υπουργείου Άμυνας, καθόρισε εκτιμήσεις για τη συχνότητα των ποσοστών κρουστικών αστεροειδών (bolide) έναντι του μεγέθους των μικρών σωμάτων. Αυτές οι δύο έρευνες διαφέρουν κατά ένα συντελεστή δέκα, δηλαδή, όπου το Shoemaker δείχνει συχνότητες της τάξης των 10 ή 100 ετών, ο Μπράουν είναι της τάξης των 100 και 1000 ετών. Τα πιο πρόσφατα δεδομένα, τα οποία έχουν προσαρμόσει την προηγούμενη δουλειά του Μπράουν αυξάνουν τώρα τη συχνότητα των επικίνδυνων συμβάντων με εκείνη του έργου του Shoemaker.
Το έργο του Δρ Μπράουν και των συν-ερευνητών οδήγησαν στο ακόλουθο γράφημα που δείχνει τη συχνότητα συγκρούσεων με τη Γη αστεροειδών διαφόρων μεγεθών. Αυτή η πλοκή από μια επιστολή προς τη φύση από τους P. Brown et al. χρησιμοποίησε 58 bolides από δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από το 1994 έως το 2014 από κυβερνητικούς αισθητήρες. Ο Brown και άλλοι θα βελτιώσουν την ανάλυσή τους με αυτό το πιο λεπτομερές σύνολο δεδομένων. Η πλοκή δείχνει ότι ένα συμβάν τύπου Chelyabinsk μπορεί να αναμένεται περίπου κάθε 30 χρόνια, αν και η αβεβαιότητα είναι υψηλή. Τα νέα δεδομένα ενδέχεται να μειώσουν αυτήν την αβεβαιότητα. Τα γεγονότα της Tungunska που θα μπορούσαν να καταστρέψουν μια μητροπολιτική περιοχή μεγέθους της Ουάσιγκτον, εμφανίζονται λιγότερο συχνά - περίπου μία φορά τον αιώνα.
Οι αστεροειδείς διατίθενται σε όλα τα μεγέθη. Τα μικρότερα αστεροειδή είναι πολύ πιο κοινά, τα μεγαλύτερα λιγότερο. Μια κοινή κατανομή που φαίνεται στη φύση αντιπροσωπεύεται από καμπύλη καμπάνας ή «κανονική» κατανομή. Ευτυχώς, οι μεγαλύτεροι αριθμοί αστεροειδών στις εκατοντάδες, ενώ οι μικροί "προτομή των πόλεων" υπολογίζονται στα 100 χιλιάδες, αν όχι εκατομμύρια. Και ευτυχώς, η Γη είναι μικρή σε αναλογία με τον όγκο του χώρου, ακόμη και με τον χώρο που καταλαμβάνει το Ηλιακό μας Σύστημα. Επιπλέον, το 69% της επιφάνειας της Γης καλύπτεται από τους Ωκεανούς. Οι άνθρωποι συσσωρεύονται μόνο στο 10% περίπου της επιφάνειας της Γης. Αυτό μειώνει τις πιθανότητες οποιασδήποτε πρόσκρουσης αστεροειδών να επηρεάσει μια κατοικημένη περιοχή κατά δέκα.
Συνολικά, ο κίνδυνος από αστεροειδείς είναι πολύ πραγματικός καθώς το γεγονός Chelyabinsk υπογράμμισε. Από την εποχή των επιπτώσεων του Tugunska στη Σιβηρία το 1908, ο ανθρώπινος πληθυσμός τετραπλασιάστηκε. Ο αριθμός των πόλεων άνω του 1 εκατομμυρίου έχει αυξηθεί από 12 σε 400. Η συνειδητοποίηση του αριθμού και της συχνότητας εμφάνισης αυτών των αστεροειδών επιπτώσεων συν την αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού τα τελευταία εκατό χρόνια αυξάνει τον επείγοντα χαρακτήρα ενός τηλεσκοπίου ανακάλυψης αστεροειδών κοντά στη Γη ως Sentinel του B612 που θα μπορούσε να βρει όλα τα επικίνδυνα αντικείμενα σε λιγότερο από 10 χρόνια, ενώ οι επίγειες παρατηρήσεις θα διαρκέσουν 100 χρόνια ή περισσότερο.
Αναφορά:
Ο νέος χάρτης δείχνει τη συχνότητα των μικρών αστεροειδών επιπτώσεων, παρέχει στοιχεία για μεγαλύτερο πληθυσμό αστεροειδών
Πλήρης λεζάντα της περιλαμβανόμενης πλοκής από LETTERS TO NATURE, The Chelyabinsk airburst: Implications for the Impact Hazard, P.G. Brown, et αϊ.
Η εκτιμώμενη αθροιστική ροή των κρουστών στην Γη. Η ροή κρουστικών κρούσεων στη γη (Bolide flux 1994-2013 - μαύροι κύκλοι) βασίζεται σε ~ 20 χρόνια παγκόσμιων παρατηρήσεων από αμερικανικούς κυβερνητικούς αισθητήρες και δεδομένα υπερήχου αέρα. Η παγκόσμια κάλυψη είναι κατά μέσο όρο 80% μεταξύ συνολικά 58 παρατηρηθέντων bolides με E> 1 kt και περιλαμβάνει το Chelyabinsk Chelyabinsk bolide (ακροδεξί μαύρο κύκλο). Αυτή η διόρθωση κάλυψης είναι κατά προσέγγιση και η καμπύλη ροής βολιδίου είναι πιθανώς ένα κατώτερο όριο. Η γραμμή καφέ χρώματος αντιπροσωπεύει μια παλαιότερη εφαρμογή powerlaw από ένα μικρότερο σύνολο δεδομένων για βολίδες μεταξύ 1 - 8 m σε διάμετρο15. Οι γραμμές σφάλματος αντιπροσωπεύουν μόνο στατιστικά στοιχεία καταμέτρησης. Συγκριτικά, σχεδιάζουμε μεροληπτικές εκτιμήσεις της συχνότητας κρούσης αστεροειδών κοντά στη Γη με βάση όλα τα τηλεσκοπικά δεδομένα αναζήτησης αστεροειδών έως τα μέσα του 2012 (πράσινα τετράγωνα) 8 και άλλα προηγούμενα ανεξάρτητα τηλεσκοπικά σύνολα δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων των ανακαλύψεων NEAT (ροζ τετράγωνα) και τελικά από την έρευνα Spacewatch (μπλε τετράγωνα), όπου οι διάμετροι προσδιορίζονται υποθέτοντας ένα albedo 0,1. Η ενέργεια για τηλεσκοπικά δεδομένα υπολογίζεται υποθέτοντας μια μέση πυκνότητα όγκου 3000 kgm-3 και μέση ταχύτητα πρόσκρουσης 20,3 kms-1. Η εγγενής συχνότητα κρούσης για αυτά τα τηλεσκοπικά δεδομένα βρέθηκε χρησιμοποιώντας μια μέση πιθανότητα κρούσης για ΝΕΑ ως 2 × 10-9 ετησίως για ολόκληρο τον πληθυσμό. Οι μετρήσεις σεληνιακού κρατήρα μετατρέπονται σε ισοδύναμη ροή κρουστικού κρούσματος και υποθέτοντας ότι ένα γεωμετρικό αλμπέδο 0,25 (γκρίζα συμπαγής γραμμή) παρουσιάζονται για σύγκριση9, αν και σημειώνουμε ότι η μόλυνση από δευτερεύοντες κρατήρες και οι σύγχρονες εκτιμήσεις του πληθυσμού της ΝΕΑ που υποδηλώνουν ότι οι χαμηλότεροι αλμπέδοι τείνουν να αλλάξουν αυτήν την καμπύλη προς τα δεξιά και προς τα κάτω. Τέλος, δείχνουμε εκτιμώμενη εισροή από παγκόσμιες μετρήσεις κύματος αέρα που πραγματοποιήθηκαν από το 1960-1974, οι οποίες ανίχνευσαν μεγαλύτερους (5-20m) κρουστικούς κρουστικούς βολίδες (ανοδικά κόκκινα τρίγωνα) χρησιμοποιώντας μια βελτιωμένη μέθοδο για την εκτίμηση της ενέργειας σε σύγκριση με προηγούμενες ερμηνείες αυτών των ίδιων δεδομένων.
