Hvor farlige er tusenvis og millioner asteroider som omgir den tredje berget fra Sola - Jorden? Siden en asteroidpåvirkning representerer en reell risiko for liv og eiendom, er dette et spørsmål som har tigget om svar i flere tiår. Men nå har forskere ved NASAs Jet Propulsion Laboratory mottatt data fra en rekke amerikanske forsvarsdepartementets eiendeler og planlagt et oppsiktsvekkende sett med data som spenner over 20 år.
Denne siste samlingen av data understreker hvor hyppige noen av disse større brannkulene er, med den største er Chelyabinsk-hendelsen 15. februar 2013 som skadet tusenvis i Russland. De nye dataene vil forbedre vår forståelse av hyppigheten og tilstedeværelsen av små og store asteroider som er farer for befolkede områder hvor som helst på jorden.
Dataene fra "regjeringssensorer" - som betyr "tidlig varsling" -satellitter for å overvåke rakettoppskytninger (fra potensielle fiender) samt infrasound bakkeovervåker - viser distribusjonen av bolide-hendelser. Dataene viser først hvor jevnt fordelt hendelsene er over hele verden. Disse dataene er nå gitt ut til publikum og forskere for mer detaljert analyse.
De nyeste dataene som ble gitt ut av den amerikanske regjeringen viser både hvor hyppige bolider er, og også hvor effektivt jordens atmosfære beskytter overflaten. En undergruppe av disse dataene ble analysert og rapportert av Dr. Peter Brown fra University of Western Ontario, Canada og teamet hans i 2013, men inkluderte bare 58 hendelser. Dette nye datasettet inneholder 556 hendelser.
De nylig utgitte dataene viser også hvordan jordas atmosfære er en overlegen barriere som forhindrer penetrering og påvirkning av små asteroider på jordens overflate. Til og med den 20 meter store asteroiden i Chelyabinsk eksploderte i luften, og spredte kraften fra en kjernefysisk eksplosjon 29,7 km over overflaten. Ellers kunne denne asteroiden utslettet mye av en moderne by; Chelyabinsk ble også reddet på grunn av ren flaks - asteroiden kom inn i en grunne vinkel som førte til dens bortgang; mer bratt, og det ville eksplodert mye nærmere overflaten. Mens mange eksploderer i den øvre atmosfæren, forekommer ofte et bredt strødd felt med små fragmenter. I historisk tid har byer og landsbyer rapportert å være peltet av slike spray av steiner fra himmelen.
NASA og JPL la vekt på at investeringene i tidlig påvisning av asteroider har økt ti ganger de siste 5 årene. Forskere som Dr. Jenniskens ved SETI Institute har utviklet et nettverk av all-sky-kameraer som har bestemt banene til over 175 000 meteorer som brant opp i atmosfæren. Og B612-stiftelsen har vært den sterkeste talsmann for å oppdage alle farlige asteroider. B612, ledet av tidligere astronauter Ed Lu og Rusty Schweikert, har designet et romteleskop kalt Sentinel som ville finne farlige asteroider og bidra til å beskytte Jorden i flere hundre år fremover.
Hastighet er alt. Mens Chelyabinsk hadde bare 1/10 av massen av supertransportør i Nimitz-klassen, reiste den 1000 ganger raskere. Sin kinetiske energi på grunn av hastigheten var 20 til 30 ganger den frigjort av atomvåpnene som ble brukt for å avslutte krigen mot Japan - omtrent 320 til 480 kilo TNT. Kort fortalt anses asteroider å være hvilken som helst romberg som er større enn 1 meter, og de mindre kalles meteoroider.
To tidligere undersøkelser kan sammenlignes med disse nye dataene. En av Eugene Shoemaker på 1960-tallet og en annen av Dr. Brown. Det første arbeidet med Shoemaker ved bruk av månekrater og det nyere arbeidet med Dr. Browns gruppe, ved bruk av sensorer fra Forsvarsdepartementet, bestemte estimater for frekvensen av asteroide påvirkningsrater (bolid) priser sammenlignet med størrelsen på de små kroppene. De to undersøkelsene er forskjellige med en faktor på ti, det vil si hvor Shoemaker's viser frekvenser i størrelsesorden 10 eller 100 år, Brown's er i størrelsesorden 100 og 1000 år. De nyeste dataene, som har justert Browns tidligere arbeid, øker nå hyppigheten av farlige hendelser til Shoemaker-arbeidet.
Arbeidet til Dr. Brown og medetterforskere førte til følgende graf som viser hyppigheten av kollisjoner med jorden for asteroider i forskjellige størrelser. Dette komplottet fra et brev til naturen av P. Brown et al. brukte 58 bolider fra data samlet fra 1994 til 2014 fra regjeringssensorer. Brown og andre vil forbedre sin analyse med dette mer detaljerte datasettet. Plottet viser at en Chelyabinsk-type hendelse kan forventes omtrent hvert 30. år, selv om usikkerheten er høy. De nye dataene kan redusere denne usikkerheten. Tungunska-hendelser som kan ødelegge et hovedstadsområde på størrelse med Washington DC, forekommer sjeldnere - omtrent en gang hvert århundre.
Asteroider kommer i alle størrelser. Mindre asteroider er mye vanligere, større mindre. En vanlig fordeling sett i naturen er representert av en klokkekurve eller "normal" distribusjon. Heldigvis er antallet større asteroider i hundrevis, mens de små ”byknustene” teller på 100-tallet, om ikke millioner. Og heldigvis er jorden liten i forhold til volumet til og med bare det plassen som er opptatt av vårt solsystem. I tillegg er 69% av jordoverflaten dekket av hav. Mennesker klynker seg bare rundt 10% av jordoverflaten. Dette reduserer sjansen for at asteroide påvirker et befolket område med en faktor ti.
Til sammen er risikoen fra asteroider veldig reell ettersom Chelyabinsk-hendelsen understreket. Siden tiden for Tugunska-påvirkningen i Sibir i 1908, har den menneskelige befolkningen firedoblet seg. Antallet byer på over 1 million har økt fra 12 til 400. Å innse hvor mange og hvor hyppige disse asteroidepåvirkningene oppstår pluss veksten av den menneskelige befolkningen i løpet av de siste hundre årene, øker pressen på et asteroide-teleskop nær jord. som B612s Sentinel som kunne finne alle farlige gjenstander på mindre enn 10 år, mens bakkebaserte observasjoner vil ta 100 år eller mer.
Referanse:
Nytt kart viser hyppigheten av små asteroide effekter, gir ledetråder for større asteroide befolkning
Fulltekst av den medfølgende tomten fra LETTERS TO NATURE, The Chelyabinsk airburst: Implications for the Impact Hazard, P.G. Brown, et al.
Den estimerte kumulative fluksen av påvirkere på jorden. Bolid-påvirkerfluxen på jorden (Bolide-fluksen 1994-2013 - svarte sirkler) basert på ~ 20 år med globale observasjoner fra amerikanske regjeringssensorer og infrasound luftbølgedata. Global dekning er gjennomsnittlig 80% blant totalt 58 observerte bolider med E> 1 kt og inkluderer Chelyabinsk Chelyabinsk bolide (helt til høyre i svart sirkel). Denne dekningskorreksjonen er omtrentlig og bolidstrømningskurven er sannsynligvis en lavere grense. Den brunfargede linjen representerer en tidligere powerlaw-passform fra et mindre datasett for bolider mellom 1 - 8 m i diameter15. Feilfelt representerer bare tellende statistikk. Til sammenligning plotter vi avskjevede estimater av den nærliggende jordas asteroide påvirkningsfrekvens basert på alle teleskopiske søkedata for asteroider gjennom midten av 2012 (grønne firkanter) 8 og andre tidligere uavhengig analyserte teleskopiske datasett inkludert NEAT-funn (rosa firkanter) og til slutt fra Spacewatch (blue squares) -undersøkelsen, der diametre bestemmes under forutsetning av en albedo på 0,1. Energi for teleskopisk data beregnes under forutsetning av en gjennomsnittlig bulktetthet på 3000 kgm-3 og en gjennomsnittlig slaghastighet på 20,3 kms-1. Den iboende påvirkningsfrekvensen for disse teleskopiske data ble funnet ved bruk av en gjennomsnittlig sannsynlighet for innvirkning for NEA som 2 × 10-9 per år for hele befolkningen. Månekrater teller konvertert til ekvivalent påvirkningsfluks og antar en geometrisk albedo på 0,25 (grå solid linje) er vist for sammenligning9, selv om vi bemerker at forurensning av sekundære kratere og moderne estimater av NEA-befolkningen som antyder lavere albedoer vil ha en tendens til å forskyve denne kurven. til høyre og ned. Til slutt viser vi estimert tilstrømning fra globale luftbølgemålinger utført fra 1960-1974 som oppdaget større (5-20m) bolid-påvirkere (oppadgående røde trekanter) ved bruk av en forbedret metode for energisk estimering sammenlignet med tidligere tolkninger av disse samme dataene.
