Новый рекорд по количеству открытий околоземных астероидов
Оригинал взят у za_neptunie в Новый рекорд по количеству открытий околоземных астероидов
Я часто пишу о том, что все планеты Солнечной системы постоянно подвергаются опасности бомбардировки астероидам и кометами (обзор «Свежие раны», состоящий из нескольких частей). Правительства различных государств хорошо понимают эту угрозу, и в последние годы наблюдается активизация программ по поиску и исследованию таких астероидов. Очередным подтверждением этого и стал новый рекорд по количеству открытий околоземных астероидов за одно полугодие (смотри график ниже). При этом, новый рекорд побил рекорд предшествующего полугодия 2013 года.
Распределение количества открываемых околоземных астероидов по отдельным полугодиям. Источник.
С другой стороны, в последние годы появилось несколько частных компаний, которые собрались добывать ресурсы на астероидах, к примеру редкоземельные металлы. Даже NASA задумало пилотируемую экспедицию на космическом корабле Орион с целью захвата и транспортировки астероида. Очевидно, что для таких операций необходимо найти астероиды, с наиболее близкими орбитами к орбите планеты Земля. Это необходимо, для того чтобы уменьшить расход топлива на его посещение или на его захват и транспортировку.
Проект NASA по захвату астероида. Источник.
Большинство открываемых сейчас околоземных астероидов имеет размер меньше 1 километра.
Распределение количества открываемых околоземных астероидов с размером больше 1 км по отдельным полугодиям. Источник.
Распределение известных околоземных астероидов по размеру. Источник.
Доля астероидов с размером больше 1 км (красный цвет) среди всех известных астероидов. Источник.
По последним оценкам сейчас открыты 99% околоземных астероидов с размерами больше 1 км, около 50% с размерами между 100 и 1000 метров, и меньше 4% с размерами меньше 100 метров.
Оценки телескопа WISE по количеству неизвестных околоземных астероидов. Источник.
Казалось бы можно вздохнуть спокойно, все крупные астероиды уже открыты. Но это не так. Во-первых, кроме астероидов ещё существуют кометы, большинство из которых прилетает из глубин облака Оорта. Если комета окажется на траектории столкновения с нашей планетой, то мы, в лучшем случае, сможем обнаружить её лишь за 1-2 года до столкновения. Столкновения с кометами не являются большой редкостью, можно вспомнить падение на Юпитер кометы Леви-Шумейкера в 1994 году, а также, ожидаемый в октябре 2014 года, очень близкий пролет Марса, другой кометой. Во-вторых, и небольшой астероид может наделать много неприятностей. Стоит хотя бы вспомнить небольшой Челябинский метеорит с размером всего 18 метров. Это тело спровоцировало мощный воздушный взрыв с общей выделившейся энергией около половины миллиона тонн тротилового эквивалента. Ударная волна от взрыва привела к большому количеству разбитых стекол. Следствием этого стало много раненных местных жителей. Вспышка от взрыва была во много раз ярче Солнца, и в теории могла вызывать кратковременные ожоги. Кроме того, внезапное падение небольшого астероида, во время международного кризиса, может быть воспринято, как ядерное нападение и соответственно спровоцировать крупный военный конфликт. В общем, очевидно, что астероиды и кометы нужно продолжать искать по мере сил. На сегодняшний день, самый опасный «улов» - это 325-метровый астероид «Апофис», который в 2029 году пролетит всего в 30 тысячах километрах от Земли.
Туринская шкала опасности астероидов. Источник.
Охоте на опасные астероиды сильно помогает технический прогресс. За счет быстрого развития микроэлектроники, в последнее время сильно выросли вычислительные мощности компьютеров, а также количество пикселей в камерах для астрономических наблюдений.
Рост площади зеркал телескопов с апертурой больше 3 метров в м2 и количества мегапикселей в камерах. За последние 25 лет рост по площади зеркал составил 30 раз, а по мегапикселям в 3 тысячи раз. Источник.
Если говорить о росте открытий околоземных астероидов в последний год, то он в основном обязан самой мощной камере в мире. С этого года, эта камера PS1 целиком посвящает всё своё время охоте на опасные астероиды. Об этой камере, я уже писал в прошлой заметке про открытие коричневых карликов у близких звезд.
Расположение телескопа PS1. Источник.
Огромная камера требует и огромные вычислительные мощности, а также большой объем дискового пространства для хранения информации. Сообщается, что компьютер при обсерватории состоит из 1480 процессоров, и может хранить до 3 ТВ данных. Стоимость обслуживания телескопа составляет 4 миллиона долларов год.
Характеристики компьютерной системы телескопа PS1. Источник.
Комната управления телескопом PS1. Источник.
Рядом с телескопом PS1, в настоящее время завершает последние приготовления второй аналогичный телескоп PS2. Вероятно, и он посвятит львиную долю своего времени для охоты за астероидами.
Монтаж купола второго телескопа PS2. Источник.
Телескопы PS1 и PS2. Источник.
Телескоп PS1 - это не единственный проект, который активизировал поиск околоземных астероидов. Для этой же цели, в прошлом году NASA на 3 года разбудило космический телескоп WISE. Кроме того, и другие обзорные телескопы перенацеливаются на такие систематические поиски. Среди них есть и наиболее мощный обзорный телескоп DECam (о нем я писал в заметке про обитаемые планеты у белых карликов). Также активно участвуют в этой области и российские астрономы. Из наиболее крупных российских проектов здесь можно назвать ISON (международная научная оптическая сеть), сеть телескопов-роботов «Мастер» и любительская обсерватория «Елена» в Чили. За несколько последних лет ISON открыла более тысячи астероидов (из них 7 околоземных), а также 4 кометы (среди них всем известная комета ISON).
Обсерватории ISON участвующие в поиске и фотометрии астероидов. Источник.
Характеристики обзорных телескопов сети ISON, используемых для поиска астероидов. Источник.
Кроме того, в среднем за год, обсерватории ISON получают около 200 тысяч измерений положения астероидов. Это тоже очень важно с целью уточнения их орбит.
После открытия астероида и уточнения его орбиты, следующим важным шагом является уточнение его размера. Здесь наиболее эффективны два метода. Во-первых, если астероид достаточно далеко от Земли, то можно измерить его собственное тепловое излучение, проводя его наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне. Для этого NASA систематически наблюдает околоземные астероиды на космических инфракрасных телескопах Спитцер и WISE. На телескопе Спитцер были уточнены размеры около 600 околоземных астероидов. На телескопе WISE были уточнены размеры еще около 500 таких астероидов. Ожидается, что за вторую миссию WISE, это число возрастет в несколько раз. Кроме того, и инфракрасный телескоп Гершель также провел наблюдения нескольких околоземных астероидов, в том числе и Апофиcа. Если же околоземный астероид пролетает вблизи Земли, на расстояние ближе нескольких миллионов километров, то появляется уникальная возможность его радиолокации. Это позволяет не только установить его размер с точностью до нескольких метров, но даже определить его трехмерную форму. К настоящему времени, с помощью радара наблюдали 430 околоземных астероидов и 136 астероидов главного пояса. 80% этих исследований околоземных астероидов пришлись на последние 10 лет, что также говорит о росте интереса к этой области. Сейчас в Гоулдстоуне на эти цели выделяется 400 часов в год, в Аресибо соответственно 600 часов. Кроме того, радарные наблюдения определяют орбиту астероида с такой точностью, что позволяют сделать прогноз о вероятности столкновения с ним, сразу на ближайшие тысячу лет. Другим важным результатом таких наблюдений, является то, что около 14% наблюдавшихся астероидов с размером больше 200 метров, оказались двойными.
Краткие сведения об околоземных астероидах, наблюдавшихся с помощью радаров. Источник.
Статистика открытых двойных астероидов. Источник.
Пример двойного околоземного астероида, открытого на радарах. Источник.
Я часто пишу о том, что все планеты Солнечной системы постоянно подвергаются опасности бомбардировки астероидам и кометами (обзор «Свежие раны», состоящий из нескольких частей). Правительства различных государств хорошо понимают эту угрозу, и в последние годы наблюдается активизация программ по поиску и исследованию таких астероидов. Очередным подтверждением этого и стал новый рекорд по количеству открытий околоземных астероидов за одно полугодие (смотри график ниже). При этом, новый рекорд побил рекорд предшествующего полугодия 2013 года.
Распределение количества открываемых околоземных астероидов по отдельным полугодиям. Источник.
С другой стороны, в последние годы появилось несколько частных компаний, которые собрались добывать ресурсы на астероидах, к примеру редкоземельные металлы. Даже NASA задумало пилотируемую экспедицию на космическом корабле Орион с целью захвата и транспортировки астероида. Очевидно, что для таких операций необходимо найти астероиды, с наиболее близкими орбитами к орбите планеты Земля. Это необходимо, для того чтобы уменьшить расход топлива на его посещение или на его захват и транспортировку.
Проект NASA по захвату астероида. Источник.
Большинство открываемых сейчас околоземных астероидов имеет размер меньше 1 километра.
Распределение количества открываемых околоземных астероидов с размером больше 1 км по отдельным полугодиям. Источник.
Распределение известных околоземных астероидов по размеру. Источник.
Доля астероидов с размером больше 1 км (красный цвет) среди всех известных астероидов. Источник.
По последним оценкам сейчас открыты 99% околоземных астероидов с размерами больше 1 км, около 50% с размерами между 100 и 1000 метров, и меньше 4% с размерами меньше 100 метров.
Оценки телескопа WISE по количеству неизвестных околоземных астероидов. Источник.
Казалось бы можно вздохнуть спокойно, все крупные астероиды уже открыты. Но это не так. Во-первых, кроме астероидов ещё существуют кометы, большинство из которых прилетает из глубин облака Оорта. Если комета окажется на траектории столкновения с нашей планетой, то мы, в лучшем случае, сможем обнаружить её лишь за 1-2 года до столкновения. Столкновения с кометами не являются большой редкостью, можно вспомнить падение на Юпитер кометы Леви-Шумейкера в 1994 году, а также, ожидаемый в октябре 2014 года, очень близкий пролет Марса, другой кометой. Во-вторых, и небольшой астероид может наделать много неприятностей. Стоит хотя бы вспомнить небольшой Челябинский метеорит с размером всего 18 метров. Это тело спровоцировало мощный воздушный взрыв с общей выделившейся энергией около половины миллиона тонн тротилового эквивалента. Ударная волна от взрыва привела к большому количеству разбитых стекол. Следствием этого стало много раненных местных жителей. Вспышка от взрыва была во много раз ярче Солнца, и в теории могла вызывать кратковременные ожоги. Кроме того, внезапное падение небольшого астероида, во время международного кризиса, может быть воспринято, как ядерное нападение и соответственно спровоцировать крупный военный конфликт. В общем, очевидно, что астероиды и кометы нужно продолжать искать по мере сил. На сегодняшний день, самый опасный «улов» - это 325-метровый астероид «Апофис», который в 2029 году пролетит всего в 30 тысячах километрах от Земли.
Туринская шкала опасности астероидов. Источник.
Охоте на опасные астероиды сильно помогает технический прогресс. За счет быстрого развития микроэлектроники, в последнее время сильно выросли вычислительные мощности компьютеров, а также количество пикселей в камерах для астрономических наблюдений.
Рост площади зеркал телескопов с апертурой больше 3 метров в м2 и количества мегапикселей в камерах. За последние 25 лет рост по площади зеркал составил 30 раз, а по мегапикселям в 3 тысячи раз. Источник.
Если говорить о росте открытий околоземных астероидов в последний год, то он в основном обязан самой мощной камере в мире. С этого года, эта камера PS1 целиком посвящает всё своё время охоте на опасные астероиды. Об этой камере, я уже писал в прошлой заметке про открытие коричневых карликов у близких звезд.
Расположение телескопа PS1. Источник.
Огромная камера требует и огромные вычислительные мощности, а также большой объем дискового пространства для хранения информации. Сообщается, что компьютер при обсерватории состоит из 1480 процессоров, и может хранить до 3 ТВ данных. Стоимость обслуживания телескопа составляет 4 миллиона долларов год.
Характеристики компьютерной системы телескопа PS1. Источник.
Комната управления телескопом PS1. Источник.
Рядом с телескопом PS1, в настоящее время завершает последние приготовления второй аналогичный телескоп PS2. Вероятно, и он посвятит львиную долю своего времени для охоты за астероидами.
Монтаж купола второго телескопа PS2. Источник.
Телескопы PS1 и PS2. Источник.
Телескоп PS1 - это не единственный проект, который активизировал поиск околоземных астероидов. Для этой же цели, в прошлом году NASA на 3 года разбудило космический телескоп WISE. Кроме того, и другие обзорные телескопы перенацеливаются на такие систематические поиски. Среди них есть и наиболее мощный обзорный телескоп DECam (о нем я писал в заметке про обитаемые планеты у белых карликов). Также активно участвуют в этой области и российские астрономы. Из наиболее крупных российских проектов здесь можно назвать ISON (международная научная оптическая сеть), сеть телескопов-роботов «Мастер» и любительская обсерватория «Елена» в Чили. За несколько последних лет ISON открыла более тысячи астероидов (из них 7 околоземных), а также 4 кометы (среди них всем известная комета ISON).
Обсерватории ISON участвующие в поиске и фотометрии астероидов. Источник.
Характеристики обзорных телескопов сети ISON, используемых для поиска астероидов. Источник.
Кроме того, в среднем за год, обсерватории ISON получают около 200 тысяч измерений положения астероидов. Это тоже очень важно с целью уточнения их орбит.
После открытия астероида и уточнения его орбиты, следующим важным шагом является уточнение его размера. Здесь наиболее эффективны два метода. Во-первых, если астероид достаточно далеко от Земли, то можно измерить его собственное тепловое излучение, проводя его наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне. Для этого NASA систематически наблюдает околоземные астероиды на космических инфракрасных телескопах Спитцер и WISE. На телескопе Спитцер были уточнены размеры около 600 околоземных астероидов. На телескопе WISE были уточнены размеры еще около 500 таких астероидов. Ожидается, что за вторую миссию WISE, это число возрастет в несколько раз. Кроме того, и инфракрасный телескоп Гершель также провел наблюдения нескольких околоземных астероидов, в том числе и Апофиcа. Если же околоземный астероид пролетает вблизи Земли, на расстояние ближе нескольких миллионов километров, то появляется уникальная возможность его радиолокации. Это позволяет не только установить его размер с точностью до нескольких метров, но даже определить его трехмерную форму. К настоящему времени, с помощью радара наблюдали 430 околоземных астероидов и 136 астероидов главного пояса. 80% этих исследований околоземных астероидов пришлись на последние 10 лет, что также говорит о росте интереса к этой области. Сейчас в Гоулдстоуне на эти цели выделяется 400 часов в год, в Аресибо соответственно 600 часов. Кроме того, радарные наблюдения определяют орбиту астероида с такой точностью, что позволяют сделать прогноз о вероятности столкновения с ним, сразу на ближайшие тысячу лет. Другим важным результатом таких наблюдений, является то, что около 14% наблюдавшихся астероидов с размером больше 200 метров, оказались двойными.
Краткие сведения об околоземных астероидах, наблюдавшихся с помощью радаров. Источник.
Статистика открытых двойных астероидов. Источник.
Пример двойного околоземного астероида, открытого на радарах. Источник.