Utover Earth-Moon-systemet er det kjent tusenvis av asteroider kjent som Near-Earth Objects (NEOs). Disse bergartene krysser jevnlig jordens bane og lager en flyby av jorden. I løpet av millioner av år kolliderer noen til og med jorden, noe som forårsaker masseutryddelser. Ikke så rart hvorfor NASAs Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) er dedikert til å overvåke de større objektene som tidvis kommer nær planeten vår.
Et av disse objektene er 2012 TC4, en liten og avlang formet NEO som først ble oppdaget i 2012 under en nær flyby av Jorden. Under sin siste flyby - som fant sted torsdag 12. oktober 2017 - benyttet et internasjonalt team av astronomer ledet av NASA-forskere muligheten til å gjennomføre den første internasjonale øvelsen for å teste globale reaksjoner på en forestående asteroideangrep.
Denne øvelsen ble kjent som "TC4 Observation Campaign", som begynte siste juli og avsluttet med asteroiden flyby. Det hele begynte da astronomer ved European Southern Observatory (ESO) Paranal Observatory i Chile brukte Very Large Telescope (VLT) for å gjenopprette TC4 i 2012. Da asteroiden gjorde sin siste nærme tilnærming til Jorden i midten av oktober, passerte den Jorden forbi i en avstand på 43.780 km (27.200 mi).
Målet med denne øvelsen var enkelt: gjenopprette, spore og karakterisere en ekte asteroide som om den sannsynligvis skulle kollidere med Jorden. I tillegg var øvelsen en mulighet til å teste International Asteroid Warning Network, som gjennomfører observasjoner av potensielt farlige asteroider, forsøker å modellere deres oppførsel, komme med spådommer og dele disse funnene med institusjoner over hele verden.
Den 12. oktober fløy TC4 av Jorden omtrent 0,11 ganger avstanden mellom Jorden og Månen. I månedene frem til flyby sporet astronomer fra USA, Canada, Columbia, Tyskland, Israel, Italia, Japan, Nederland, Russland og Sør-Afrika TC4 fra bakken. Samtidig studerte rombaserte teleskoper asteroidens bane, form, rotasjon og sammensetning.
Detlef Koschny er medsjef for segmentet Near-Earth Object i European Space Agency (ESA) sitt Space Situational Awareness-program. Som han ble sitert i en fersk pressemelding fra NASA:
- Denne kampanjen var en utmerket test av en virkelig trusselsak. Jeg lærte at vi i mange tilfeller allerede er godt forberedt; kommunikasjon og åpenheten i samfunnet var fantastisk. Jeg personlig var ikke forberedt nok på den høye responsen fra publikum og media - det ble jeg positivt overrasket over! Det viser at det vi gjør er relevant. ”
Basert på observasjonene deres var forskere ved CNEOS - som ligger ved Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, California - i stand til å bestemme alle de nødvendige egenskapene til TC4. Dette inkluderte dens presise bane, avstanden den ville passere jorden 12. oktober, og skjønne om det var noen mulighet for fremtidig innvirkning. Som Davide Farnocchia, et medlem av CNEOS som ledet anstrengelsen for å bestemme asteroidens bane, forklarte:
- Observasjonene av høy kvalitet fra optiske og radarteleskoper har gjort det mulig for oss å utelukke fremtidige innvirkninger mellom Jorden og 2012 TC4. Disse observasjonene hjelper oss også med å forstå subtile effekter som solstrålingstrykk som forsiktig kan skyve bane til små asteroider. "
Flere observatorier dedikerte også sine optiske teleskoper til å studere hvor raskt TC4 roterer. Som Eileen Ryan - direktøren for Magdalena Ridge Observatory, som gjennomførte observasjoner av asteroidenes rotasjon - indikerte, “Rotasjonskampanjen var en ekte internasjonal innsats. Vi hadde astronomer fra flere land som jobbet sammen som ett team for å studere TC4s tumbling oppførsel. "
Hva de fant ut at den lille asteroiden roterte sakte, noe som var ganske overraskende. Mens små asteroider vanligvis roterer veldig raskt, hadde TC4 en rotasjonsperiode på bare 12 minutter, og så også ut til å tumle. Andre observasjoner avdekket noen interessante ting om formen til TC4.
Disse ble utført av astronomer ved å bruke NASAs Goldstone Deep Space Network antenne i California, og National Radio Astronomy Observatory's Green Bank Telescope i West Virginia. Lesingen deres bidro til å avgrense størrelsesestimater av asteroiden, og indikerte at den er langstrakt og måler omtrent 15 meter lang og 8 meter (25 fot) bredde.
Det var mer utfordrende å bestemme sammensetningen av TC4. På grunn av ugunstige værforhold som falt sammen med flybyen, klarte ikke instrumenter som NASAs Infrarøde teleskopanlegg (IRTF) ved Mauna Kea-observatoriet på Hawaii å se godt på asteroiden. Det ble imidlertid oppnådd spektre på asteroiden som indikerte at den har en steinete kropp, noe som betyr at det er en S-type asteroider.
Vanligvis bestemmer bakkebaserte elementer en asteroids sammensetning basert på fargen. Mens mørke asteroider er kjent for å være karbonrike (C-type), er lyse asteroider hovedsakelig sammensatt av silikatmineraler (S-type). Som Lance Benner, som ledet radarobservasjonene hos JPL, forklarte:
“Radar har muligheten til å identifisere asteroider med overflater laget av sterkt reflekterende steinete eller metalliske materialer. Vi kunne vise at radarspredningsegenskaper stemmer overens med en lys steinete overflate, som ligner på en bestemt klasse av meteoritter som reflekterer så mye som 50 prosent av lyset som faller på dem. ”
I tillegg til observasjonskampanjen, brukte NASA TC4s siste flyby som en mulighet til å teste kommunikasjon mellom observatorier, så vel som det interne meldings- og kommunikasjonssystemet som for tiden er på plass. Dette nettverket kobler sammen ulike offentlige etater og den utøvende grenen og vil komme i spill i tilfelle en forventet innvirkningskrise.
I følge Vishnu Reddy, en adjunkt fra University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory som ledet observasjonskampanjen, demonstrerte dette aspektet av øvelsen at vi kunne organisere en stor, verdensomspennende observasjonskampanje på en kort tidslinje, og kommunisere resultatene effektivt. "Michael Kelley, leder for TC4-øvelsen ved NASA-hovedkvarteret i Washington, la til," Vi er mye bedre forberedt i dag på å takle trusselen om en potensielt farlig asteroide enn vi var før TC4-kampanjen. "
Sist, men ikke minst, var måten øvelsen samlet forskere og institusjoner fra hele verden for et enkelt formål. Som Boris Shustov - vitenskapssjef for instituttet for astronomi ved det russiske vitenskapsakademiet, som også var en del av øvelsen - antydet, var øvelsen en utmerket måte å teste hvordan verdens vitenskapelige institusjoner ville gjøre for å preppe for en mulig asteroide innvirkning:
“TC4-kampanjen i 2012 var en ypperlig mulighet for forskere til å demonstrere vilje og beredskap til å delta i et seriøst internasjonalt samarbeid for å håndtere den potensielle faren for jorden som NEOer utgjør. Jeg er glad for å se hvordan forskere fra forskjellige land effektivt og entusiastisk jobbet sammen mot et felles mål, og at det russisk-ukrainske observatoriet i Terskol var i stand til å bidra til innsatsen. I fremtiden er jeg trygg på at slike internasjonale observasjonskampanjer vil bli vanlig praksis. ”
I tilfelle at en nær-jord-asteroid faktisk kan utgjøre en trussel mot jorden, er det godt å vite at alle sporings-, overvåkings- og varslingssystemene vi har på plass er i god stand. Hvis vi skal stole på menneskets sivilisasjons skjebne (og muligens alt liv på jorden) til et avansert advarselssystem, er det bare fornuftig å få utbedret alle feilene på forhånd!
TC4-observasjonskampanjen er sponset av NASAs kontinentale forsvarskoordineringskontor, som igjen blir administrert av Planetary Science Division i Science Mission Directorate ved NASAs hovedkvarter i Washington, D.C.
