10 лет назад, 15 февраля 2013 года, небольшой фрагмент астероида вошел в Земную атмосферу и взорвался в небе над Челябинском. Это событие запомнилось не только множеством ярких фото и видео, но также выбитыми окнами в домах и ранеными жителями. «Хайтек» рассказывает, какие астероиды могут представлять опасность, как астрономы оценивают риски и как работают системы планетарной защиты.
12 февраля только в седьмой раз в истории космических наблюдений астрономам удалось обнаружить небольшой астероид, а точнее — метеороид (космический объект меньшего размера), который направлялся к Земле, за несколько часов до того, как он вошел в атмосферу планеты. К этому моменту ученые уже точно знали, как движется объект и в какой точке он столкнется с Землей.
Хотя семь и кажется маленькой цифрой на самом деле, — это огромный прогресс. Размер метеороида 2023 CX1 или Sar2667 составлял около метра. Это примерно в 20 раз меньше астероида, вызвавшего 10 лет назад знаменитый Челябинский метеорит — крупнейшее столкновение последнего столетия.
Большинство объектов сравнимого размера фиксируют по последствиям столкновения, но три последних предсказанных столкновения произошли за последние 12 месяцев: 2022 WJ1 заметили в ноябре 2022 года за три часа до того, как он сгорел в атмосфере над Канадой, а 2022 EB5 — в марте того же года менее чем за два часа до столкновения над полярным норвежским островом Ян-Майен. Это свидетельство того, как технологии мониторинга околоземных объектов изменились за последние годы.
Что такое астероид, метеороид и околоземный объект?
Астероиды — это одни из малых объектов Солнечной системы, древние космические «камни», оставшиеся после завершения формирования планет из протопланетного диска около 4,6 млрд лет назад. Такие объекты гораздо меньше планет, лишены атмосферы, но могут иметь собственные спутники.
Большинство астероидов вращаются вокруг Солнца в поясе между Марсом и Юпитером в Главном поясе, но это не единственная область их «концентрации». Например, между орбитами Юпитера и Нептуна, по оценке, движется более 40 тыс. астероидов с нестабильными орбитами размером свыше 1 км. Их называют Кентаврами. Еще больше подобных объектов расположено на окраине Солнечной системы за орбитами газовых гигантов в Поясе Койпера.
Во время путешествия в космосе астероиды иногда сталкиваются друг с другом и распадаются на более мелкие осколки. Кометы, путешествующие сквозь Солнечную систему, также могут оставлять осколки и рассеивать пыль. Эти «распады» приводят к образованию множества мелких частиц и фрагментов — метеороидов и космической пыли.
Международная метеороидная организация определяет астероиды как объекты размером от 1 км и больше, а метеороиды — твердые объекты размером значительно меньше астероида и значительно больше атома или молекулы. Те объекты, которые в процессе движения приближаются к Солнцу ближе, чем на 1,3 астрономические единицы (а.е.), а значит, теоретически при определенных условиях могут подойти близко к нашей планете, называют околоземными.
Какие астероиды представляют опасность?
Самый известный астероид — Чиксулуб, или Чикшулуб. Даже те, кто не знает этого названия, наверняка помнят историю о космическом гиганте, который около 66 млн лет назад столкнулся с Землей, вызвал мощнейшее землетрясение и оставил огромный кратер на территории современной Мексики, привел к завершению мелового периода и эпохи динозавров.
Удары таких крупных астероидов (диаметр Чиксулуба составлял около 10 км) чрезвычайно редки, но камни меньшего размера также могут представлять опасность для жизни на Земле. К потенциально опасным относят околоземные объекты, орбиты которых проходят достаточно близко от нашей планеты, а размеры достаточно велики, чтобы вызвать потенциальный ущерб.
Условно астрономы считают, что опасность могут представлять объекты, которые подлетают к Земле на расстояние менее 0,05 а.е. или 7,5 млн км. Поскольку размер далекого объекта точно оценить достаточно сложно, в качестве второго критерия используют абсолютную звезду величину меньше 22 (примерно соответствует 150 м объектам). Это показатель, который характеризует блеск объекта для наблюдателя, находящегося на стандартном расстоянии от него.
Почему не удалось предсказать Челябинский метеорит?
Астероид, при столкновении которого с земной атмосферой сформировался Челябинский метеорит, гораздо меньше установленного предела. Его диаметр составлял всего около 10 км. Тем не менее, взрывная волна от удара выбила окна в нескольких тысячах зданий и осколки стекол нанесли повреждения более 1,5 тыс. человек.
Необычность этого астероида состоит в том, что он двигался в «слепой зоне» телескопов — со стороны Солнца. Исследование области, расположенной между орбитами Земли и Венеры, существенно затруднено, поскольку яркий свет звезды затмевает крошечные объекты. Благоприятные возможности для наблюдения возникают только на рассвете и закате во время сумерек, когда эта область еще просматривается с Земли, а свет Солнца не такой сильный.
В прошлом году с помощью подобных наблюдений нашли три крупных объекта, вращающихся между Землей и Венерой, а всего их известно менее 30. Все эти объекты гораздо крупнее челябинского, а значит, — в сиянии Солнца может быть скрыто неизвестное количество астероидов, траектории которых неизвестны и могут представлять опасность.
Эксперт Института космических исследований РАН Олег Угольников в интервью РИА «Новости» предположил, что и в 2023 году, 10 лет спустя, технологии не позволили бы вовремя обнаружить астероид и предупредить местных жителей. Хорошая новость: статистически объекты такого размера падают на Землю примерно раз в 50–100 лет, а значит, — еще есть время подготовиться.
Как работает система планетарной защиты?
Элементы системы раннего обнаружения астероидов работают в самых разных странах, но в целом они устроены примерно одинаковы. Основа такой системы — сети наземных телескопов, которые сканируют в автоматическом режиме ночное небо в поисках движущихся объектов на фоне относительно «неподвижных» звезд. Если система находит объект, о котором ранее не было известно, она привлекает внимание астрономов.
После обнаружения нового объекта исследователи используют дополнительные инструменты: телескопы, которые не заняты сканированием всего неба, но могут с большей точностью фокусироваться на конкретном объекте. С помощью наблюдений астрономы уточняют примерные размеры объекта и траектории его движения. На основе этих данных оценивается потенциальный риск: может ли такой объект оказаться на пути Земли, движущейся по своей орбите, и к взрыву какой мощности приведет такое столкновение.
Хотя в список околоземных объектов с ненулевой вероятностью столкновения внесено почти 1,5 тыс. объектов, реальная опасность в ближайшие десятилетия стремится к нулю. Максимальный риск столкновения из отслеживаемых астероидов присвоен (101955) Бенну. Но даже для него оценка по палермской шкале (логарифмической модели оценка риска столкновения) составляет –1,59. Это значит, что вероятность в 38 раз ниже фоновой опасности.
Как будет развиваться технологии наблюдения?
Несмотря на низкую вероятность ближайшего масштабного столкновения разные страны продолжают развивать свои системы наблюдения, чтобы открыть объекты, которые пока ускользают от камер. Наиболее перспективные из них предполагают дополнение наземных наблюдений орбитальными.
Например, Роскосмос создает новую систему «Млечный путь», которая будет использовать спутники, чтобы осуществлять мониторинг околоземного пространства. Среди ее целей не только космический мусор, как у существующей АСПОС ОКП, но и потенциально опасные астероиды и кометы. Ожидается, что создание системы будет закончено к 2035 году.
Избежать столкновения, подобного челябинскому метеориту, должна помочь новая программа от Европейского космического агентства — NEOMIR. Исследователи планируют отправить телескоп в точку Лагранжа (L1), расположенную между Землей и Солнцем. Находясь за пределами искажающей атмосферы Земли, телескоп сможет наблюдать астероиды, которые могут приближаться к Земле со стороны Солнца.
Обнаружение опасных объектов — только первый шаг, дальнейший — предотвращение столкновения. Одно из возможных решений — изменение орбиты такого небесного тела. Ранее «Хайтек» рассказывал о первом в истории эксперименте, в котором этого удалось добиться.
Читать далее:
Землю в Китае пробурили на рекордную глубину
Дело не в Земле: ученые объяснили, почему Солнечная система является самой редкой
Ученые впервые показали представителей набатейской цивилизации