Astronomowie chcą Twojej pomocy w identyfikacji ryzykownych asteroid

Ty też możesz być łowcą asteroid – dzięki społecznemu projektowi naukowemu uruchomionemu przez Lunar and Planetary Laboratory Uniwersytetu Arizony.

Projekt angażuje ludzkich obserwatorów do weryfikacji potencjalnych detekcji skał kosmicznych poruszających się w polu widzenia teleskopów Catalina Sky Survey. Finansowany przez NASA przegląd ma na celu śledzenie ponad miliona asteroid, a głównym celem jest identyfikacja obiektów bliskich Ziemi, które mogą stanowić zagrożenie dla naszej planety.

Ponad 14 400 obiektów bliskich Ziemi (NEO) zostało odkrytych przez Catalina Sky Survey w ciągu ostatnich 30 lat, w tym 1 200, które zostały zidentyfikowane tylko w ubiegłym roku. To daje prawie połowę znanej populacji NEO.

Problem polega na tym, że astronomowie wiedzą, że wciąż istnieje wiele nieznanych asteroid – zbyt wiele, aby mogli je dostrzec bez pomocy amatorów.

Każdej nocy robimy tak wiele zdjęć nieba, że nie jesteśmy w stanie przejrzeć wszystkich naszych potencjalnych prawdziwych asteroid.powiedział Carson Fuls, specjalista ds. inżynierii naukowej w Catalina Sky Survey.

To właśnie tutaj Daily Minor Planet może coś zmienić.

Potencjalni uczestnicy mogą zarejestrować się na platformie naukowej Zooniverse, a następnie przejrzeć serię zdjęć wykonanych co noc przez teleskopy Catalina Sky Survey. Zestawy obrazów zostały już oznaczone przez automatyczny program wyszukiwania jako potencjalnie pokazujące obiekty poruszające się po niebie. To od ludzkich obserwatorów zależy, czy potwierdzą, że obiekty są bardziej prawdopodobne niż gwiazdy migoczące w tle lub sztuczki oka, które oszukały sztuczną inteligencję. Podobne techniki “mrugania” doprowadziły do odkrycia Plutona w 1930 roku.

Daily Minor Planet wykorzystuje moc astronomii o wysokiej rozdzielczości, sztucznej inteligencji i crowdsourcingu napędzanego przez człowieka, aby dodać je do katalogu Catalina Sky Survey. Po przejściu samouczka dotyczącego identyfikacji asteroid obserwatorzy online analizować i pracować na dowolnej liczbie zestawów zdjęć, które chcą sprawdzić. Werdykty wielu obserwatorów są uśredniane, aby podkreślić zestawy obrazów, które najprawdopodobniej zasługują na bliższe przyjrzenie się.

Przy wystarczającej liczbie osób można ustalić ogólny konsensus, więc jest mniejszy margines błędu.wyjaśnił w komunikacie prasowym dyrektor Catalina Sky Survey Eric Christensen.

Fuls, który kieruje projektem, powiedział, że Daily Minor Planet ma na celu podniesienie na duchu zarówno ogółowi społeczeństwa, jak i astronomów.

Pomyślałem, że byłoby wspaniale, gdyby ludzie mogli robić to, co robimy każdej nocy. Postrzegamy tę stronę jako otwierającą drzwi: czy chcesz też szukać asteroid? Jeśli tak, to wejdź.powiedział.

Obiekty bliskie Ziemi są najbardziej poszukiwanym obiektem, ale ponieważ NEO poruszają się po polu widzenia teleskopu tak szybko, ich identyfikacja jest trudnym zadaniem.

NEO poruszają się tak chaotycznie, że łatwo je przegapić. Staramy się nie filtrować fałszywych detekcji zbyt agresywnie, ponieważ może to również odfiltrować niektóre NEO.powiedział Fuls.

Projekt już przyniósł rezultaty: trzech naukowców zidentyfikowało 64 potencjalnych kandydatów na nieznane asteroidy, podczas gdy portal internetowy przechodził fazę testów.

Wysłaliśmy te detekcje do Minor Planet Center jako potencjalne nowe odkrycia, a większość z tych obiektów nie została jeszcze powiązana z żadnym obiektem, który został wcześniej wykryty. Przewidujemy, że w przyszłości będzie o wiele więcej takich odkryć.powiedział Fuls.

Daily Minor Planet opiera się na wcześniejszych projektach społecznych skupiających się na identyfikacji asteroid, w tym dwóch innych projektach Zooniverse, Hubble Asteroid Hunter i Active Asteroids; Target Asteroids, program związany z misją NASA OSIRIS-REx; International Astronomical Search Collaboration, która organizuje zespołowe kampanie badawcze; oraz Asteroid Data Hunter, aplikacja komputerowa opracowana przez NASA i Planetary Resources. Zooniverse był również gospodarzem przeglądu Catalina Outer Solar System Survey, projektu crowdsourcingowego, który poszukiwał obiektów transneptunowych.

Jeśli zarejestrujesz się, aby zostać miercą dla Daily Minor Planet, upewnij się, że poprawnie przeliterowałeś swoje imię podczas rejestracji. Mierzący, którzy przyczynią się do potwierdzonych detekcji NEO, zostaną docenieni w raportach przesłanych do Minor Planet Center.

Planeta karłowata Quaoar ma pierścień

Quaoar jest jedną z około 3000 planet karłowatych w Pasie Kuipera naszego Układu Słonecznego. Astronomowie odkryli go w 2002 roku. Jest tylko o połowę mniejszy od Plutona i ma około 1121 km średnicy. Quaoar ma mały księżyc o nazwie Weywot, a planeta i jej księżyc są bardzo trudne do szczegółowej obserwacji. Astronomowie wykorzystali zakrycie , aby zbadać planetę karłowatą Quaoar i odkryli, że ma ona coś nieoczekiwanego: pierścień w miejscu, w którym powinien znajdować się księżyc.

Zakrycia pojawiają się, gdy obiekt, który chcemy obserwować, ustawia się bezpośrednio przed odległą gwiazdą. Gwiazda podświetla obiekt wydobywając najróżniejsze szczegóły. W tym przypadku wiele teleskopów naziemnych obserwowało, jak mały Quaoar przesłania odległą gwiazdę. Jednym z teleskopów był teleskop kosmiczny CHEOPS ESA, który również obserwował ten obiekt. To, co zobaczyły teleskopy, zaskoczyło astronomów. Poza granicami Roche w Quaoar, w miejscu, gdzie powinien znajdować się księżyc, znajduje się pierścień gruzu. Odkrycia te znajdują się w artykule zatytułowanym „Gęsty pierścień obiektu transneptunowego Quaoar poza jego granicą Roche’a”. Artykuł został opublikowany w czasopiśmie Nature, a głównym autorem jest Bruno Morgado. Morgado pracuje na  Universidade Federal do Rio de Janeiro w Brazylii.

Granica Roche’a to odległość od planety, wewnątrz której księżyc zostanie rozerwany przez grawitację planety. Oczekuje się, że poza granicą Roche pył i gruz naturalnie połączą się w księżyc. Znane pierścienie Saturna znajdują się wewnątrz granicy Roche’a gazowego olbrzyma i to samo dotyczy wszystkich innych obiektów z pierścieniami, które astronomowie widzą. Ale pierścień Quaoara znajduje się w odległości prawie siedem i pół promienia planety.

Pierścień nie został odkryty w jednej chwili. Potwierdzenie jego istnienia wymagało wielu obserwacji w latach 2018-2021. W tym okresie Quaoar przesłonił kilka odległych gwiazd i za każdym razem astronomowie obserwowali, jak blokował światło. Za każdym razem, gdy światło spadało, ujawniało więcej informacji o planecie karłowatej. Ale przed i po każdej głównej okultacji następował kolejny spadek. Astronomowie wiedzieli już o maleńkim księżycu Quaoar Weywot, obiekcie o średnicy zaledwie około 80 km; było tam coś jeszcze.

Pierścień nie został znaleziony przypadkowo. Astronomowie musieli dokładnie wiedzieć z wyprzedzeniem, kiedy wystąpią zakrycia, aby móc badać Quaoar i inne obiekty transneptunowe (TNO). A zakrycia musiały być precyzyjne. Bruno Sicardy jest profesorem astronomii w Obserwatorium Paryskim na Sorbonie. Kierował projektem o nazwie Lucky Star, który identyfikował nadchodzące zakrycia przez Quaoar, aby wiele teleskopów mogło je obserwować.

Misja ESA Gaia ułatwiła identyfikację tych zakryć. Gaia to projekt mapowania gwiazd o niespotykanym zakresie i precyzji. Pozwoliło to Sicardy zidentyfikować jeszcze więcej przyszłych zakryć i zaobserwować możliwości dla małego Quaoara. W tym miejscu wkracza CHEOPS ESA. CHEOPS oznacza charakteryzację satelity ExOPlanet i jest to teleskop kosmiczny, który bada pobliskie jasne gwiazdy, przy których znajdują się znane egzoplanety. Kate Isaak, naukowiec projektu ESA dla misji Cheops, zastanawiała się, czy CHEOPS mógłby odegrać pewną rolę, obserwując niektóre zakrycia Quaoara. Skontaktowała się z członkiem zespołu Lucky Star, Isabellą Pagano, aby sprawdzić, czy CHEOPS może pomóc.

Do obserwacji zakryć odległych gwiazd przez Quaoara potrzebna jest niezwykła precyzja, co wywołało sceptycyzm Pagano. Trajektoria CHEOPS podlega niewielkim wahaniom spowodowanym oporem atmosferycznym. Zmiany w aktywności Słońca mogą wpłynąć na gęstość górnej atmosfery Ziemi, co może zakłócić działanie CHEOPS. Zespół po raz pierwszy użył CHEOPS do obserwacji zakrycia Plutona, ale bezskutecznie. Potem spróbowali ponownie z zaktyciem Quaoara i tym razem się opłaciło.

Dane CHEOPS są niesamowite pod względem stosunku sygnału do szumu.powiedział Pagano.

Ponieważ CHEOPS jest teleskopem kosmicznym, nie musi zmagać się z chaotyczną atmosferą Ziemi i całym hałasem, jaki wprowadza do obserwacji. Ta przejrzystość oznaczała, że ​​spadków jasności gwiazd nie można przypisać ziemskiej atmosferze. Potwierdziły to wtórne obserwacje za pomocą teleskopów naziemnych. Główny autor obserwacji Morgado połączył dane CHEOPS z obserwacjami naziemnymi. Włączył również amatorskie obserwacje Quaoara, który przez lata zakrywał różne gwiazdy. Rezultatem był solidny zestaw danych.

Kiedy złożyliśmy wszystko razem, zobaczyliśmy spadki jasności, które nie były spowodowane przez Quaoar, ale wskazywały na obecność materii na kołowej orbicie wokół niego. W chwili, gdy to zobaczyliśmy, powiedzieliśmy:„ Dobra, widzimy pierścień wokół Quaoar.powiedział Morgado.

Pierścień nie jest jednolity. Autorzy opisują go w swoim artykule jako „zbity” i podobny do pierścienia F Saturna. Kępy są prawdopodobnie księżycami wielkości kilometrów i zderzają się ze sobą, tworząc pasma drobnych cząstek, które ponownie gromadzą się w większe obiekty w procesie stanu ustalonego .

Podsumowując, nasze obserwacje są zgodne z gęstym, nieregularnym pierścieniem Quaoara. Termin „gęsty” oznacza, że ​​zderzenia odgrywają kluczową rolę w jego dynamice. Jednak w przeciwieństwie do wszystkich innych znanych gęstych pierścieni, pierścień Quaoara krąży daleko poza klasyczną granicą Roche’a.piszą autorzy.

Teraz zespół miał zagadkę na rękach. Quaoar nie jest jedynym małym obiektem z pierścieniami. Obserwacje naziemne wykazały również pierścienie wokół mniejszych planet Chariklo i Haumea. Ale te pierścienie znajdują się w granicach Roche’a planet. Pierścień otaczający Quaoar nie jest.

Tak więc intrygujące w tym odkryciu wokół Quaoar jest to, że pierścień materii jest znacznie dalej niż granica Roche’a.powiedział Giovanni Bruno z Obserwatorium Astrofizycznego INAF w Katanii we Włoszech, który jest jednym z autorów artykułu.

Pierścień Quaoara wydaje się obalać fundamentalną wiedzę. Odłamki tak daleko od planety powinny zlepić się w księżyc.

W wyniku naszych obserwacji, klasyczne przekonanie, że gęste pierścienie mogą przetrwać tylko wewnątrz ciała planetarnego w granicach Roche’a, musi zostać gruntownie zweryfikowane.powiedział Giovanni.

Jest zbyt wcześnie, aby wyciągać wnioski, dlaczego pierścienie przetrwały tak daleko od planety karłowatej. Niska temperatura w Pasie Kuipera może być przyczyną, ponieważ może zapobiegać przyleganiu do siebie ziaren lodu. Dopiero dalsze obserwacje mogą to potwierdzić. Cokolwiek powoduje pierścień, to niekonwencjonalne użycie CHEOPS odegrało kluczową rolę w jego odkryciu.

Astronomowie nie skończyli jeszcze badań nad Quaoarem. Zamierzają obserwować więcej zakryć, aby zobaczyć to, co mogą zobaczyć i udoskonalić swoje obserwacje. Jednocześnie będą starali się sformułować teorię wyjaśniającą, dlaczego pierścień planety przetrwał tak daleko od planety. W miarę ulepszania metod i narzędzi obserwacyjnych astronomowie prawdopodobnie znajdą więcej takich małych pierścieni. Quaoar, Haumea i Charikly raczej nie będą jedyną trójką.

Pierścień Quaoara jest trzecim przykładem gęstego pierścienia wokół małego ciała znalezionego w Układzie Słonecznym, co sugeruje, że jeszcze więcej czeka na odkrycie. Tymczasem duża odległość tego pierścienia od Quaoar oznacza, że ​​należy zrewidować klasyczne przekonanie, że gęste pierścienie przetrwają tylko w granicach ciała planetarnego Roche’a. piszą autorzy.

Astronomowie odkryli jak dotąd ponad 30 000 planetoid bliskich Ziemi

Łowcy asteroid stają się coraz bardziej perfekcyjni w swojej pracy. Dyscyplina, która w początkach astronomii zeszła na dalszy plan, ostatnio naprawdę zyskała dużą popularność. Gdy opinia publiczna, prawdopodobnie zachęcona popularnymi filmami z lat 90., takimi jak Deep Impact i Armageddon, zdała sobie sprawę z potencjalnie egzystencjalnego zagrożenia, jakie stwarzają, poparcie dla znalezienia wszystkich asteroid, które mogą być zabójcami planet, gwałtownie wzrosło. W tym momencie astronomowie sądzą, że większość planetoid zabijających planety została znaleziona i dotarła do znacznie mniejszych, ale wciąż niszczycielskich impaktorów. A teraz osiągnęli nowy kamień milowy dzięki oficjalnemu odkryciu ponad 30 000 planetoid bliskich Ziemi (NEA).

Ten kamień milowy jest wynikiem lat ciągłej pracy nad identyfikacją i śledzeniem tych obiektów. Pomógł w tym lepszy sprzęt – tylko w ciągu ostatnich dziesięciu lat odkryto ich ponad 15 000. Biorąc pod uwagę, że pierwszy NEA odkryto w XIX wieku, jest to dość imponujący wzrost tempa. Pomaga w tym nowa seria ulepszonych instrumentów. Catalina Sky Survey (CSS) jest najbardziej płodny, ponieważ odpowiada za około 47% wszystkich odkrytych NEO. Wciąż co tydzień znajduje kilka nowych asteroid, ale mimo to w ostatnich latach radykalnie poprawił swoje możliwości. W 2005 r. znalazł 310 nowych asteroid, podczas gdy w 2019 r. znalazł 1067.

Dzięki tym możliwościom wykrywania CSS był jeszcze bardziej skuteczny w znajdowaniu mniejszych asteroid. Naukowcy są prawie pewni, że znaleźli wszystkie duże skały kosmiczne, które pasują do definicji NEA – tj. że jej orbita zajmuje co najmniej 1,3 AU od Słońca. „Duży” w tym przypadku jest określany ilościowo jako średnica kilku kilometrów – wystarczająca, aby spowodować zdarzenie na poziomie wyginięcia, gdyby uderzyło w Ziemię.

Niedawno CSS i jego koledzy łowcy asteroid koncentrują się na mniejszych skałach o średnicy kilkuset metrów. Będąc znacznie mniejszymi, są również znacznie trudniejsze do wykrycia, ponieważ nie są tak jasne na nocnym niebie jak ich więksi kuzyni. Chociaż mogą one nadal powodować znaczne szkody, gdyby miały uderzyć w Ziemię, żaden z nich nie wydaje się być na bezpośrednim kursie kolizyjnym – przynajmniej przez następne 100 lat. Istnieje jednak ponad 1400 obiektów, które mają „niezerową” szansę na uderzenie w Ziemię w przyszłości. Zespół obrońców planet (i łowców asteroid) zatrudniony przez ESA podkreśla, że ​​nie ma bezpośredniego zagrożenia, a my będziemy mieli mnóstwo czasu, aby wezwać misję taką jak niedawno udany DART, aby dobrze odepchnąć każdą zagrażającą asteroidę zanim spowoduje to jakiekolwiek problemy.

Ale jeśli nadal chcesz dowiedzieć się, które pływające kule skał i lodu są najbardziej niebezpieczne, ESA prowadzi Listę Zagrożeń dla Asteroid, która śledzi ich orbity i szanse, że wpłyną one na Ziemię. Miejmy nadzieję, że nie będzie to przydatne do niczego innego niż śledzenie potencjalnych miejsc wydobycia asteroid.

Jednak nawet przy całej tej udoskonalonej technologii i stale rosnącej liście potencjalnych celów, wciąż istnieje szansa, że ​​obrońcy planetarni w ESA i gdzie indziej przegapili jeden. Albo może istnieć długookresowa metaliczna kometa bez ogona, która mogłaby dosłownie wyłonić się z czerni bezpośrednio na kursie kolizyjnym. Jedynym sposobem, w jaki możemy wyeliminować tę możliwość, jest ciągłe monitorowanie nieba i, jeśli to konieczne, podjęcie działań. Ten kamień milowy 30 000 NEA jest kolejnym udanym krokiem w tej podróży.

Test zmiany trajektorii planetoidy udany. DART wykonał swoje zadanie

NASA ogłosiła na briefingu prasowym, że próba Double Asteroid Redirect Test, mająca na celu zmianę trajektorii księżyca asteroidy, zakończyła się sukcesem przekraczającym oczekiwania sukcesem.

Zanim sonda DART uderzyła czołowo w Dimorphos, księżyc asteroidy 65803 Didymos, księżyc okrążał swoją macierzystą planetoidę w około 11 godzin i 55 minut. Teraz ukończenie orbity zajmuje tylko 11 godzin 23 minuty (plus minus 2 minuty). Duża zmiana — 32 minuty — mieściła się w zakresie przewidywanym przed uderzeniem, ale znajdowała się na górnym końcu tego, co było możliwe.

Gdyby Dimorphos był silnym, solidnym ciałem, odrzut po uderzeniu nie byłby aż tak duży. Imponujące pióropusze wyrzutów wyrzucane z czołowego uderzenia prawdopodobnie przyczyniły się do efektu odrzutu, działając trochę jak retrorakieta. Dla każdej akcji istnieje równa i przeciwna reakcja: wystrzeliwując materiał w kierunku ruchu Dimorphosa, prędkość Dimorphosa zmieniła się tak samo w przeciwnym kierunku.

Misja potwierdziła pomiar za pomocą światła widzialnego i radaru. Zarówno za pomocą naziemnych, jak i kosmicznych teleskopów optycznych, zarejestrowali krzywe blasku systemu Didymos, gdy dwa komponenty na przemian zasłaniały się nawzajem: małe, krótkie spadki jasności, gdy Dimorphos rzuca cień na Didymosa, i większe, dłuższe spadki, gdy Dimorphos przez nie przechodzi cień Didymosa. Okres tych spadków zmieniała się wraz z szybszą orbitą Dimorphos.

Metoda radarowa była niezależna od optycznej. Radioteleskopy, takie jak te w Goldstone w południowej Kalifornii i Green Bank w Zachodniej Wirginii, aktywnie nadawały fale radarowe w systemie Dimorphos i obserwowały odbity sygnał. Czas nadejścia sygnału zwrotnego („opóźnienie”) zależy od odległości do celu; częstotliwość sygnału zwrotnego („Doppler”) będzie taka sama jak częstotliwość nadawania, jeśli obiekt znajduje się w bezruchu względem teleskopu, oraz wyższa lub niższa, jeśli obiekt porusza się w kierunku lub od teleskopu. Po zderzeniu DART obrazy radarowe z opóźnieniem dopplerowskim systemu Didymos-Dimorphos wykazały, że księżyc nie miał ani pozycji, ani prędkości oczekiwanej z orbity sprzed zderzenia, a nowa prędkość orbitalna uzyskana z obserwacji radiowych ściśle odpowiadała prędkości optycznej.

To ogłoszenie to dopiero pierwszy wynik eksperymentu DART. Pozostaje jeszcze wiele pytań. Ile masy zostało wyrzucone? Jak duże były cząstki — cały pył? Czy były wystarczająco duże, aby były niebezpieczne? Czy uderzenie było wystarczająco duże, aby wprowadzić chybotanie do bieguna obrotowego Dimorphosa? Jeśli tak, to ile czasu zajmie zgrzytanie w księżycu, aby to chwianie zniknęło?

Znacznie więcej pracy pozostaje przy tak ogromnej ilości informacji zakodowanej w pióropuszach wyrzutów i długim, przypominającym kometę warkoczu pyłowym. Zebranie pełnych danych naukowych zajmie zapewne lata.