Європейське космічне агентство (ESA) повідомило про перетин знакової віхи: вчені встановили орбіти вже понад 30 000 астероїдів, які рухаються поруч із землею. Розповідаємо, як здійснюється пошук малих небесних тіл і чому з кожним роком їх стає все більше.
Астероїди – це один з видів малих тіл Сонячної системи. Як правило, вони являють собою скелясті утворення, що залишилися від періоду формування планет близько 4,6 млрд років тому. Велика частина цього космічного сміття зосереджена в головному поясі астероїдів — між орбітами Марса і Юпітера.
За оцінкою НАСА на момент публікації статті, було відкрито понад 1,1 млн таких космічних тіл. Незважаючи на величезну кількість, сумарна маса всіх цих космічних тіл не перевищує місячну. Вся справа в розмірах: діаметр найбільшого об’єкта – астероїда Веста – становить близько 530 км, але більшість з них набагато менші, і їх розмір в поперечнику знаходиться біля нижньої межі в 30 м. Менші об’єкти називаються метеороїдами і не входять в цю оцінку.
ЄКА заявило про важливу віху в дослідженні малих об’єктів Сонячної системи: вчені відкрили понад 30 000 навколоземних астероїдів. До цієї групи належать тіла, які наближаються до Сонця ближче, ніж Земля. Причому більша частина з них була виявлена в останнє десятиліття.
Розподіл астероїдів внутрішньої частини Сонячної системи. Зображення: Pablo Carlos Budassi, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Перші астероїди
Астероїди каталогізувалися астрономами понад два століття. Пошук таких об’єктів почався після відкриття Вільямом Гершелем в 1781 році планети Уран. Середня відстань між цією планетою і Сонцем в точності підтвердило правило Тіціуса — Боде. Це емпірична формула, яка приблизно описує середній радіус орбіт планет Сонячної системи.
Всі відомі на той момент планети повністю задовольняли правилу і нова — Уран — виявилася на запропонованому місці. Існував лише один виняток: інша планета повинна була бути між орбітами Марса та Юпітера.
З 1789 року група астрономів під керівництвом Франца Ксавера шукала планету, яка, згідно з правилом Тіціуса-Боде, повинна була знаходитися на відстані близько 2,8 а.о. від Сонця. Для цього вчені фіксували координати всіх зірок в певній області, а в наступні ночі перевіряли — які з них змінилися. За розрахунками, зміщення планети повинно було становити близько 30 кутових секунд на годину. Цього було достатньо, щоб спостерігати за допомогою технологій того часу.
За іронією долі перший астероїд – Цереру – в 1801 році відкрив Джузеппе Піацці, який на той момент не входив до групи пошуку, а автономно виконував свої дослідження. У наступні шість років група вчених, до якої приєднався Піацці, знайшла ще три астероїди – Паладу, Юнону і Весту.
- Скільки років Чумацькому шляху: версія астросейсмологів
- Експерт: Метан на супутнику Сатурна почнуть видобувати через 100 років
- Вчені встановили, який колір з’явився першим
Всі ці об’єкти були досить великими, тому не дивно, що їх знайшли першими. Наприклад, вчені довго сперечалися, чи вважати Цереру астероїдом або планетою, а після уточнення останнього поняття Міжнародним астрономічним союзом в 2006 році стали називати карликовою планетою. Проте, коли технологія спостереження розвивалася, дослідження та відкриття прискорилися.
Церера. Зображення: Emily Lakdawalla, Public domain, через Вікісховище
Навколоземні астероїди
Астероїд називається навколоземним, якщо в процесі руху він наближається до Сонця ближче, ніж на 1,3 астрономічних одиниці. 1 а. о. – це близько 149,6 млн км, що приблизно відповідає середній відстані між Землею і Сонцем. Астероїди з цієї групи можуть становити потенційну небезпеку для нашої планети при перетині орбіт.
За даними Центру малих планет, який займається каталогізацією малих тіл Сонячної системи, на момент публікації цієї статті було відкрито вже 30 056 навколоземних астероїдів, причому більше 2,2 тис.з них — з початку 2022 року.
Перший навколоземний астероїд – Ерос – був відкритий 13 серпня 1898 року Карлом Густавом Віттом і Феліксом Лінке в обсерваторії Уранія в Берліні і незалежно від них Огюстом Шарлуа в обсерваторії Ніцци. “Камінь” розміром близько 30 км перетинає орбіту Марса і наближається до Землі на максимальну відстань близько 22 млн км. Це приблизно в 57 разів далі, ніж Місяць, але достатньо, щоб вважати цей об’єкт навколоземним.
Астероїд Ерос. Зображення: NASA / JPL/JHUAPL
Як шукають астероїди?
Природно, великі астероїди були виявлені першими, оскільки їх набагато легше побачити. Але в міру того, як телескопи стають більш чутливими, вчені знаходять набагато більше нових об’єктів в рази швидше. При цьому розмір багатьох з них становить всього кілька десятків метрів. Планетологи використовують безліч різних інструментів для пошуку астероїдів.
Основну роботу ведуть наземні оглядові телескопи. Вони призначені для сканування великих ділянок неба в пошуках нових рухомих об’єктів на тлі «нерухомих» зірок. Такі пристрої щотижня виявляють нові астероїди.
Об’єкт кандидат надалі піддається детальній перевірці за допомогою більш сфокусованих телескопів, наприклад, дуже великого телескопа (VLT) Європейської південної обсерваторії. Таке дослідження допомагає уточнити орбіту, розмір і навіть склад нового астероїда.
- Здоров’я людей не дозволяє їм здійснювати тривалі космічні польоти
- Юпітер і Сатурн “зустрінуться» в грудні
- Вчені порівняли найбільші гори Місяця і Еверест
Крім того, істотний внесок у дослідження вносять космічні супутники. Наприклад, місія Gaia – орбітальна обсерваторія ESA- допомагає оцінити небезпеку астероїдів. Дослідницький супутник створений для каталогізації об’єктів Сонячної системи. Він уточнює положення зірок, які використовуються при розрахунку орбіт малих об’єктів. На основі даних, зібраних місією, вчені уточнили орбіти вже відомих навколоземних астероїдів, а деякі «втрачені» астероїди були знайдені знову.
Дослідження астероїдів місією Gaia. Відео: ESA / Gaia/ DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO
Чи є небезпека для Землі?
Для того, щоб астероїд визнали навколоземним, його орбіта має наближатися до земної хоча б на 0,3 а.о. — це означає, що відстань між нашою планетою і такими об’єктами може становити до 44,9 млн км. Ризик істотної зміни орбіти і зіткнення з Землею для них мінімальний.
Проте, у всьому світі працюють лабораторії, які постійно моніторять потенційно небезпечні і об’єкти, які зближуються з Землею, щоб оцінити ризики і підготувати план дій. За даними ЄКА, нині виявлено 1 427 астероїдів з «ненульовою» ймовірністю зіткнення. Всі вони знаходяться під пильним наглядом, а перелік об’єктів постійно оновлюється і актуалізується.
Нині жоден з виявлених досі навколоземних астероїдів не викликає занепокоєння і не повинен зіткнутися з Землею в найближчі 100 років. Деякі з більш дрібних об’єктів – метеороїдів – будуть стикатися з нашою планетою, але вони не несуть серйозної небезпеки і в більшості випадків залишають тільки невеликий слід в небі.
Дослідники впевнені, що всі потенційно небезпечні руйнівні астероїди розміром більше 1 км в поперечнику і вище вже виявлені і жоден з них не зіткнеться з Землею найближчим часом. А для майбутніх поколінь будуть розроблені програми захисту планети: для цього є достатньо часу.
Зараз планетологи захисних центрів концентрують зусилля на дослідженні астероїдів середнього розміру, діаметр яких становить кілька сотень метрів. Багато з таких об’єктів можуть залишатися невідомими.
Планетологи впевнені, що незабаром встановлять розміри і орбіти всіх астероїдів, які можуть наблизитися до Землі. І паралельно опрацюють заходи захисту. Наприклад, нещодавно НАСА провела перший експеримент зі зміни орбіти астероїда за допомогою зіткнення з космічним кораблем.