Objekter i husstørrelse nær Jorden er sjældnere, end vi troede

I 2013 en lille meteoroid, størrelsen af ​​et hus, stormede gennem Jordens atmosfære og eksploderede over den russiske by Chelyabinsk. Eksplosionen knuste ruder, og mere end tusinde mennesker blev behandlet for skader fra flyvende affald. Hvor mange sten af ​​samme størrelse har baner, der bringer dem tæt på Jorden? En ny undersøgelse har besvaret det spørgsmål ved hjælp af Dark Energy Camera (DECam) på Blanco-teleskopet ved Cerro Tololo Inter-American Observatory. Resultatet giver ny indsigt i arten og oprindelsen af ​​små meteoroider.

Near Earth Objects (NEO'er) er asteroider eller kometer, hvis kredsløb bringer dem tæt på Jordens kredsløb. Deres tætte tilgang gør dem til en potentiel fare for jordpåvirkning, der er i stand til at forårsage omfattende ødelæggelse.

Mens meget store (10 kilometer store) impactorer kan fremkalde masseudryddelsesbegivenheder som den begivenhed, der førte til dinosaurernes død, meget mindre impactors kan også skabe kaos. Meteoroiden, der eksploderede i Chelyabinsk, udløste en kraftig chokbølge, der ødelagde bygninger og blæste folk op af deres fødder. Relativt lille på 'blot' 17 meter i diameter, sammenlignes med størrelsen af ​​en 6-etagers bygning, støderen, da den eksploderede, frigivet omkring ti gange energien fra Hiroshima-atombomben.

En undersøgelse for NEO'er, der udføres med DECam på 4-m Blanco-teleskopet ved Cerro Tololo Inter-American Observatory, har nu estimeret antallet af objekter i kredsløb nær Jorden, som i størrelse svarer til Chelyabinsk-impaktoren. Lori Allen, Direktør for Kitt Peak National Observatory og den ledende efterforsker på undersøgelsen, forklaret, "Der er omkring 3,5 millioner NEO'er større end 10 meter, en befolkning ti gange mindre end udledt i tidligere undersøgelser. Omkring 90% af disse NEO'er er i Chelyabinsk-størrelsesområdet på 10-20 meter."

Studiet, skal offentliggøres i Astronomisk Tidsskrift , er den første til at udlede, fra et enkelt observationsdatasæt uden eksterne modelantagelser, størrelsesfordelingen af ​​NEO'er fra 1 kilometer ned til 10 meter. Et lignende resultat blev opnået i en uafhængig undersøgelse, der analyserede flere datasæt (Tricarico 2017).

Selvom de overraskende resultater ikke ændrer truslen om påvirkning fra NEO'er i husstørrelse, som er begrænset af den observerede hastighed af Chelyabinsk-lignende bolidhændelser, de giver ny indsigt i arten og oprindelsen af ​​små NEO'er.

David Trilling (Northern Arizona University), undersøgelsens første forfatter, forklarede, hvordan undersøgelsen forenede det overraskende lille antal NEO'er i husstørrelse med den observerede frekvens af Chelyabinsk-lignende begivenheder:"Hvis NEO'er i husstørrelse er ansvarlige for Chelyabinsk-lignende begivenheder, vores resultater synes at sige, at den gennemsnitlige indvirkningssandsynlighed for en NEO i husstørrelse faktisk er ti gange større end den gennemsnitlige indvirkningssandsynlighed for en stor NEO. Det lyder mærkeligt, men det kan fortælle os noget interessant om NEO'ers dynamiske historie."

Trilling spekulerer i, at orbitalfordelingerne af store og små NEO'er er forskellige, med små NEO'er koncentreret i bånd af kollisionsaffald, der er mere tilbøjelige til at påvirke Jorden. Bånd af affald kan dannes, når større NEO'er fragmenteres til sværme af mindre kampesten. At teste denne hypotese er et interessant problem for fremtiden.

Estimering af undersøgelsens detektionseffektivitet var afgørende for resultatet. Frank Valdes (NOAO), hvem udviklede datareduktions- og analysepipeline for projektet, påpegede, at "Den bedste måde at måle detektionseffektivitet på er ved at implantere syntetiske NEO'er i datastrømmen og derefter detektere de falske på samme måde, som rigtige NEO'er detekteres."

Passer godt til studiet af små, svage NEO'er, den store blændeåbning på det 4 meter lange Blanco-teleskop og det brede synsfelt på DECam var også afgørende for undersøgelsen. Beskriver den brede videnskabelige rækkevidde af DECam, Allen bemærkede, "DECam har magten til at revolutionere mange områder af astronomi, fra vores forståelse af mørkt stof og mørk energi, til søgningen efter fjerne planeter i vores solsystem og vores forståelse af det nær-jordiske miljø."