Calentant-se: localitzar asteroides de terra propera amb signatura tèrmica

Investigadors de la NASA han revelat una nova tècnica per detectar asteroides de prop de la terra que utilitzen les seves emissions infraroges a la reunió APS d'abril de 2019

El 15 de febrer de 2013, un objecte va esclatar al cel sobre la ciutat russa, Chelyabinsk. La explosió, detectada tan lluny com Antàrtica, va ser més potent que una explosió nuclear, de 25 a 30 vegades més poderosa. Va destrossar les finestres i va ferir aproximadament 1200 persones. De fet, la explosió va ser tan intensa que pot ser que hagi desconcertat breument el Sol.

Bola de foc de Chelyabinsk enregistrada per un quadre de comandament de Kamensk-Uralsky al nord de Chelyabinsk on encara era la matinada. (Institut Planetari de la Societat)

La preocupació principal per l’esdeveniment de Chelyabinsk és que el meteor implicat –que va partir d’un asteroide més gran –relativament petit– amb un diàmetre de 17-20 m. Hi ha molts objectes molt més grans. Saber exactament on seria de gran avantatge.

Amy Mainzer i els seus col·legues de la missió de caça d'asteroides de la NASA al laboratori Jet Propulsion de Pasadena, Califòrnia, investiguen la responsabilitat de localitzar aquests objectes a prop de la Terra - Objectes Pròxims a la Terra (NEOs) i la pregunta sobre com evitar un impacte. Han ideat una manera senzilla, però enginyosa, de localitzar els NEO mentre fan mal cap al planeta.

Es tracta d’un recull d’imatges de la nau espacial WISE de l’asteroide 2305 King, que porta el nom de Martin Luther King Jr. L’asteroide apareix com una cadena de punts taronja perquè es tracta d’un conjunt d’exposicions que s’han afegit per mostrar el seu moviment. a través del cel. Aquestes imatges d’infrarojos han estat codificades per colors per tal que les puguem percebre amb l’ull humà: 3,4 micres es representen com blaus; 4,6 micres és de color verd, 12 micres de color groc i 22 micres es mostra de color vermell. A partir de les dades WISE, es pot calcular que l’asteroide té uns 12,7 quilòmetres de diàmetre, amb un 22% de reflectivitat, cosa que indica una composició pedregosa probable (NASA)

Mainzer, que és el principal investigador de la missió, va exposar el treball de l'Oficina de Coordinació de la Defensa Planetària de la NASA a la Reunió d'Abril de la Societat Física Americana a Denver, inclòs el mètode de reconeixement NEO del seu equip i com ajudaran els esforços per evitar futurs impactes a la Terra.

Mainzer diu: “Si trobem un objecte a pocs dies d’impacte, limita molt les nostres opcions, així que en els nostres esforços de cerca ens hem centrat a trobar NEO quan estiguin més lluny de la Terra, proporcionant el màxim temps i obertura. crear una àmplia gamma de possibilitats de mitigació. "

S’està escalfant!

Localitzar NEOs no és una tasca fàcil. Mainzer ho descriu com com intentar detectar un munt de carbó al cel nocturn.

Ella explica: “Les NEO són ​​intrínsecament desmayades perquè són majoritàriament realment petites i molt allunyades de nosaltres en l’espai.

"A això s'hi afegeix que algunes d'elles són tan fosques com el tòner de la impressora, i és molt difícil intentar situar-les contra el negre de l'espai".

Es tracta d’una imatge de la missió de càmera d’objectes de terra propera (NEOCam) proposada per dissenyar, rastrejar i caracteritzar asteroides i cometes que s’acosten a la Terra. Mitjançant una càmera d’infrarojos tèrmics, la missió mesuraria les signatures de calor dels NEO, independentment de si fossin de color clar o fosc. La carcassa del telescopi està pintada de negre per irradiar de manera eficaç la seva pròpia calor a l’espai i la seva protecció solar li permet observar a prop del Sol on els NEO de les òrbites més similars a la Terra passen gran part del seu temps. Al fons hi ha un conjunt d’imatges d’asteroides de cinturons principals recollits per la missió del prototip NEOWISE; els asteroides apareixen com a punts vermells contra les estrelles i les galàxies de fons. (NASA)

En lloc d'utilitzar llum visible per a detectar objectes entrants, Mainzer i el seu equip de JPL / Caltech van treballar en lloc d'un tret característic de NEOs: la seva calor.

Els asteroides i els cometes estan escalfats pel sol i, per tant, brillen en les longituds d'ona d'infrarojos tèrmics. Això vol dir que són més fàcils de detectar amb el telescopi Explorer (NEOWISE) d’objecte de terra propera (NEOWISE).

Mainzer explica: "Amb la missió NEOWISE podem localitzar objectes independentment del seu color superficial i utilitzar-lo per mesurar les seves mides i altres propietats superficials."

El fet de descobrir les propietats superficials del NEO proporciona a Mainzer i als seus col·legues una visió detallada de quins són els objectes i el que estan fets, ambdós detalls crítics en la definició d'una estratègia defensiva contra un NEO que posa en perill la Terra.

Per exemple, una estratègia defensiva consisteix a “arrebossar” físicament un NEO lluny d’una trajectòria d’impacte a la Terra. El fet és que, per calcular l’energia necessària per a aquest nus, els detalls de la massa NEO i, per tant, la mida i la composició, són crucials.

El telescopi espacial NEOWISE va detectar el Cometa C / 2013 US10 Catalina accelerada per la Terra el 28 d’agost de 2015. Aquest cometa va girar des del núvol d’Oort, la closca de material fred i glaçat que envolta el Sol a la part més allunyada del sistema solar. més enllà de l’òrbita de Neptú. NEOWISE va capturar el cometa mentre estava encegat amb l’activitat provocada per la calor del Sol. El 15 de novembre de 2015, el cometa va fer la seva aproximació més propera al Sol, caient dins de l'òrbita terrestre; és possible que sigui la primera vegada que aquest antic cometa hagi estat tan a prop del Sol. NEOWISE va observar el cometa en dues longituds d’ona d’infrarojos sensibles al calor, de 3,4 i 4,6 micres, que en aquesta imatge estan codificades per color com a cian i vermell. NEOWISE va detectar aquest cometa diverses vegades el 2014 i el 2015; cinc de les exposicions es mostren aquí en una imatge combinada que representa el moviment del cometa a través del cel. Les abundants quantitats de gas i pols lançades pel cometa apareixen en vermell en aquesta imatge perquè són molt fredes, molt més fredes que les estrelles de fons. (NASA)

L’examen de la composició d’asteroides també ajudarà als astrònoms a comprendre com són les circumstàncies en què es va formar el sistema solar.

Mainzer diu: “Aquests objectes són intrínsecament interessants perquè alguns es pensen que són tan antics com el material original que componia el sistema solar.

"Una de les coses que hem estat trobant és que els NEO són ​​de composició força diversa."

Mainzer ara està disposat a utilitzar els avenços en tecnologia de càmeres per ajudar a la recerca de NEOs. Ella diu: "Estem proposant a la NASA un nou telescopi, la Càmera d'objectes de terra propera (NEOCam), per fer un treball molt més complet de mapar les ubicacions d'asteroides i mesurar-ne les mides."

Per descomptat, la NASA no és l’única agència espacial que intenta entendre NEOs: la missió Hayabusa 2 de l’Agència Aeroespacial del Japó (JAXA) Hayabusa 2 té previst recollir mostres d’un asteroide. En la seva presentació, Mainzer explica com la NASA treballa amb la comunitat espacial mundial en un esforç internacional per defensar el planeta de l'impacte NEO.