การอุ่นขึ้น: การตรวจจับดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกโดยใช้ลายเซ็นความร้อน

เทคนิคใหม่ในการตรวจจับดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกที่ใช้การปล่อยอินฟราเรดของพวกเขาได้รับการเปิดเผยโดยนักวิจัยขององค์การนาซ่าในการประชุมเดือนเมษายน 2019 APS

เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ 2013 วัตถุหนึ่งถูกทำลายบนท้องฟ้าเหนือเมืองเชลยาบินสค์ของรัสเซีย การระเบิดที่ตรวจพบไกลออกไปเช่นเดียวกับ Antartica นั้นมีพลังมากกว่าการระเบิดนิวเคลียร์ 25 ถึง 30 เท่ามีประสิทธิภาพมากกว่า มันแตกหน้าต่างและได้รับบาดเจ็บประมาณ 1,200 คน ในความเป็นจริงการระเบิดนั้นสว่างมากจนอาจส่งผลต่อดวงอาทิตย์ได้ในเวลาสั้น ๆ

ลูกไฟ Chelyabinsk บันทึกโดย dashcam จาก Kamensk-Uralsky ทางตอนเหนือของ Chelyabinsk ซึ่งมันยังคงรุ่งสาง (สถาบันสังคมดาวเคราะห์)

ความกังวลหลักเกี่ยวกับเหตุการณ์ Chelyabinsk คืออุกกาบาตที่เกี่ยวข้อง - ซึ่งแตกออกจากดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดใหญ่ - ค่อนข้างเล็ก - มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 17-20 เมตร มีวัตถุที่ใหญ่กว่ามากมาย การได้รู้ว่าที่ไหนจะได้ประโยชน์มาก

ความรับผิดชอบในการค้นหาวัตถุดังกล่าวในบริเวณใกล้เคียงโลก - ใกล้วัตถุในโลก (NEOs) และคำถามเกี่ยวกับวิธีการป้องกันผลกระทบกำลังถูกตรวจสอบโดย Amy Mainzer และเพื่อนร่วมงานของเธอในภารกิจล่าสัตว์ดาวเคราะห์น้อยของ NASA ที่ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ใน Pasadena พวกเขาได้คิดค้นวิธีที่เรียบง่ายและชาญฉลาดในการมองเห็น NEO เมื่อพวกเขาพุ่งเข้าหาดาวเคราะห์

นี่เป็นคอลเล็กชั่นภาพจากยานอวกาศ WISE ของดาวเคราะห์น้อย 2305 King ซึ่งได้รับการตั้งชื่อตาม Martin Luther King Jr. ดาวเคราะห์น้อยปรากฏเป็นสตริงของจุดสีส้มเนื่องจากเป็นชุดของการเปิดรับแสงที่เพิ่มเข้าด้วยกันเพื่อแสดงการเคลื่อนไหว ข้ามฟากฟ้า ภาพอินฟราเรดเหล่านี้มีรหัสสีเพื่อให้เราสามารถรับรู้ได้ด้วยตามนุษย์: 3.4 ไมครอนแสดงเป็นสีน้ำเงิน 4.6 ไมครอนเป็นสีเขียว 12 ไมครอนเป็นสีเหลืองและ 22 ไมครอนแสดงเป็นสีแดง จากข้อมูล WISE เราสามารถคำนวณได้ว่าดาวเคราะห์น้อยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 12.7 กิโลเมตรโดยมีการสะท้อนกลับ 22% ซึ่งบ่งบอกว่ามีองค์ประกอบของหิน (NASA)

Mainzer ซึ่งเป็นผู้วิจัยหลักของภารกิจสรุปการทำงานของสำนักงานประสานงานการป้องกันดาวเคราะห์ของนาซ่าในการประชุม American Physical Society เมษายนที่เดนเวอร์รวมถึงวิธีการจดจำ NEO ของทีมของเธอและวิธีการที่จะช่วยป้องกันผลกระทบต่อโลกในอนาคต

Mainzer กล่าวว่า:“ หากเราพบวัตถุเพียงไม่กี่วันจากการกระแทกมันจะ จำกัด ตัวเลือกของเราอย่างมากดังนั้นในความพยายามในการค้นหาของเราเราได้มุ่งเน้นไปที่การค้นหา NEO เมื่อพวกเขาอยู่ห่างจากโลกโดยให้เวลาและเปิดสูงสุด ความเป็นไปได้ในการบรรเทาที่กว้างขึ้น”

คุณกำลังอุ่นขึ้น!

การค้นหา NEO ไม่ใช่เรื่องง่าย Mainzer อธิบายว่ามันเหมือนกับพยายามมองเห็นก้อนถ่านหินในท้องฟ้ายามค่ำคืน

เธออธิบายอย่างละเอียดว่า:“ NEOs นั้นมีลักษณะเป็นลมจาง ๆ เพราะพวกมันส่วนใหญ่เล็กและอยู่ห่างจากเราไปในอวกาศ

“ เพิ่มความจริงที่ว่าบางส่วนของพวกเขามืดเช่นเดียวกับหมึกพิมพ์ของเครื่องพิมพ์และการพยายามมองเห็นพวกเขาเมื่อเทียบกับพื้นที่สีดำนั้นยากมาก”

นี่คือภาพของภารกิจกล้องใกล้วัตถุ (NEOCam) ที่เสนอซึ่งออกแบบมาเพื่อค้นหาติดตามและแสดงลักษณะดาวเคราะห์น้อยและดาวหางที่กำลังเข้ามาใกล้โลก การใช้กล้องอินฟราเรดความร้อนภารกิจจะวัดลายเซ็นความร้อนของ NEO ไม่ว่าจะเป็นสีอ่อนหรือสีเข้ม ตัวเรือนของกล้องโทรทรรศน์นั้นถูกทาสีดำเพื่อให้ความร้อนของมันส่องไปในอวกาศได้อย่างมีประสิทธิภาพและเกราะป้องกันของมันช่วยให้สามารถมองใกล้ดวงอาทิตย์ซึ่ง NEOs ในวงโคจรคล้ายโลกส่วนใหญ่ใช้เวลาส่วนใหญ่ ด้านหลังเป็นชุดภาพของดาวเคราะห์น้อยสายหลักที่รวบรวมโดยภารกิจต้นแบบ NEOWISE; ดาวเคราะห์น้อยที่ปรากฏเป็นจุดสีแดงกับดาวพื้นหลังและกาแล็กซี่ (NASA)

แทนที่จะใช้แสงที่มองเห็นได้เพื่อมองเห็นวัตถุที่เข้ามา Mainzer และทีมของเธอที่ JPL / Caltech ทำงานแทนลักษณะนิสัยของ NEOs - ความร้อน

ดาวเคราะห์น้อยและดาวหางได้รับความอบอุ่นจากแสงอาทิตย์และเปล่งประกายอย่างสดใสที่ความร้อน - อินฟราเรด - ความยาวคลื่น ซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะสังเกตเห็นได้ง่ายขึ้นด้วยกล้องโทรทรรศน์สำรวจพื้นที่กว้างใกล้วัตถุอินฟราเรด (NEOWISE)

Mainzer อธิบาย:“ ด้วยภารกิจ NEOWISE เราสามารถมองเห็นวัตถุโดยไม่คำนึงถึงสีพื้นผิวของมันและใช้มันเพื่อวัดขนาดและคุณสมบัติพื้นผิวอื่น ๆ ของพวกเขา”

การค้นพบคุณสมบัติพื้นผิวของ NEO นั้นทำให้ Mainzer และเพื่อนร่วมงานของเธอเข้าใจถึงความใหญ่ของวัตถุและสิ่งที่พวกมันทำจากทั้งรายละเอียดที่สำคัญในการติดตั้งกลยุทธ์การป้องกันกับ NEO ที่คุกคามโลก

ตัวอย่างเช่นกลยุทธ์การป้องกันอย่างหนึ่งคือการ“ สะกิด” ร่างกาย NEO ให้ห่างจากวิถีการกระแทกของโลก สิ่งนี้คือการคำนวณพลังงานที่จำเป็นสำหรับการสะกิดนั้นรายละเอียดของมวล NEO ดังนั้นขนาดและองค์ประกอบจึงมีความสำคัญ

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ NEOWISE พบดาวหาง C / 2013 US10 Catalina เร่งความเร็วโดย Earth เมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2015 ดาวหางนี้หมุนมาจาก Oort Cloud เปลือกของวัสดุเย็นและน้ำแข็งที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์ในส่วนที่ห่างไกลที่สุดของระบบสุริยะ เหนือวงโคจรของเนปจูน NEOWISE จับดาวหางขณะที่มันมลายไปกับกิจกรรมที่เกิดจากความร้อนของดวงอาทิตย์ เมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน 2558 ดาวหางได้เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดโดยจุ่มลงในวงโคจรของโลก เป็นไปได้ว่านี่เป็นครั้งแรกที่ดาวหางโบราณนี้เคยอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก่อน NEOWISE สังเกตการณ์ดาวหางในช่วงคลื่นอินฟราเรดที่ไวต่อความร้อนได้สองขนาดคือ 3.4 และ 4.6 ไมครอนซึ่งมีรหัสสีเป็นสีฟ้าและสีแดงในภาพนี้ NEOWISE ตรวจพบดาวหางนี้หลายครั้งในปี 2557 และ 2558 การรับแสงทั้งห้าจะปรากฏที่นี่ในภาพรวมซึ่งแสดงการเคลื่อนที่ของดาวหางข้ามท้องฟ้า ก๊าซและฝุ่นปริมาณมากที่ดาวหางเปล่งออกมานั้นปรากฏเป็นสีแดงในภาพนี้เพราะมันเย็นมากและเย็นกว่าดาวฤกษ์พื้นหลังมาก (NASA)

การตรวจสอบองค์ประกอบของดาวเคราะห์น้อยจะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจว่าสถานการณ์ที่เกิดขึ้นระบบสุริยะ

Mainzer กล่าวว่า:“ วัตถุเหล่านี้น่าสนใจมากเพราะบางคนคิดว่ามันเก่าเหมือนวัสดุดั้งเดิมที่ทำขึ้นจากระบบสุริยะ

“ สิ่งหนึ่งที่เราค้นพบคือ NEOs นั้นมีความหลากหลายในการแต่งเพลง”

ขณะนี้ Mainzer กระตือรือร้นที่จะใช้ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีกล้องเพื่อช่วยในการค้นหา NEO เธอบอกว่า:“ เรากำลังเสนอให้นาซาเป็นกล้องโทรทรรศน์ใหม่กล้องใกล้วัตถุ (NEOCam) เพื่อทำงานที่ครอบคลุมมากขึ้นในการทำแผนที่ตำแหน่งดาวเคราะห์น้อยและการวัดขนาดของพวกมัน”

แน่นอนว่าองค์การนาซ่าไม่ใช่หน่วยงานอวกาศเพียงแห่งเดียวที่พยายามเข้าใจ NEOs - หน่วยปฏิบัติการสำรวจอวกาศของญี่ปุ่น (JAXA) Hayabusa 2 มีแผนที่จะเก็บตัวอย่างภารกิจจากดาวเคราะห์น้อย ในการนำเสนอของเธอ Mainzer อธิบายว่า NASA ทำงานอย่างไรกับชุมชนอวกาศทั่วโลกในความพยายามระหว่างประเทศเพื่อปกป้องโลกจากผลกระทบ NEO