Utöver Earth-Moon-systemet är tusentals asteroider kända som Near-Earth Objects (NEOs) kända för att existera. Dessa stenar korsar regelbundet jordens omloppsbana och gör en jäsning av jorden. Under miljoner år kolliderar vissa till och med jorden och orsakar massutrotning. Det är inte så konstigt varför NASA: s Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) ägnas åt att övervaka de större föremål som ibland kommer nära vår planet.
Ett av dessa föremål är 2012 TC4, en liten och avlång formad NEO som först upptäcktes 2012 under en nära jordbotten. Under sin senaste flyby - som ägde rum torsdagen den 12 oktober 2017 - använde ett internationellt team av astronomer under ledning av NASA-forskare chansen att genomföra den första internationella övningen för att testa globala svar på en överhängande asteroidstrejk.
Denna övning var känd som "TC4 Observation Campaign", som började den senaste juli och avslutades med asteroiden flyby. Det hela började när astronomer vid European Southern Observatory's (ESO) Paranal Observatory i Chile använde Very Large Telescope (VLT) för att återhämta TC4 2012. När asteroiden gjorde sin slutliga närhet till jorden i mitten av oktober, passerade den jorden förbi på ett avstånd av 43 780 km (27 200 mil).
Målet med denna övning var enkelt: återhämta, spåra och karakterisera en riktig asteroid som om den troligen skulle kollidera med jorden. Dessutom var övningen en möjlighet att testa International Asteroid Warning Network, som gör observationer av potentiellt farliga asteroider, försöker modellera sitt beteende, göra förutsägelser och dela dessa fynd med institutioner runt om i världen.
Den 12 oktober flög TC4 av jorden på ungefär 0,11 gånger avståndet mellan jorden och månen. Under månaderna fram till flyby spårade astronomer från USA, Kanada, Columbia, Tyskland, Israel, Italien, Japan, Nederländerna, Ryssland och Sydafrika TC4 från marken. Samtidigt studerade rymdbaserade teleskop asteroidens bana, form, rotation och sammansättning.
Detlef Koschny är co-manager för segmentet Near-Earth Object i European Space Agency (ESA): s Space Situational Awareness-program. Som han citerades i ett nyligen pressmeddelande från NASA:
”Den här kampanjen var ett utmärkt test av ett verkligt hotfall. Jag fick veta att vi i många fall redan är väl förberedda; kommunikationen och öppenheten i samhället var fantastisk. Jag var personligen inte tillräckligt förberedd för det stora svaret från allmänheten och media - jag blev positivt överraskad av det! Det visar att det vi gör är relevant. ”
Baserat på deras observationer kunde forskare vid CNEOS - som ligger vid Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien - fastställa alla nödvändiga egenskaper hos TC4. Detta inkluderade dess exakta omloppsbana, avståndet den skulle passera med jorden den 12 oktober, och urskilja om det fanns någon möjlighet till en framtida påverkan. Som Davide Farnocchia, en medlem av CNEOS som ledde ansträngningen för att bestämma asteroidens bana, förklarade:
”De högkvalitativa observationerna från optiska och radarteleskop har gjort det möjligt för oss att utesluta framtida effekter mellan jorden och 2012 TC4. Dessa observationer hjälper oss också att förstå subtila effekter som solstrålningstryck som försiktigt kan skjuta runt små asteroider.
Flera observatorier dedikerade också sina optiska teleskoper för att studera hur snabbt TC4 roterar. Som Eileen Ryan - direktören för Magdalena Ridge Observatory, som genomförde observationer av asteroidernas rotation - indikerade, ”Rotationskampanjen var en riktig internationell insats. Vi hade astronomer från flera länder som arbetade tillsammans som ett team för att studera TC4: s tumlande beteende. "
Vad de fann att den lilla asteroiden roterade långsamt, vilket var ganska förvånande. Medan små asteroider vanligtvis roterar mycket snabbt, hade TC4 en rotationsperiod på bara 12 minuter, och tycktes också tumla. Andra observationer avslöjade några intressanta saker om formen på TC4.
Dessa leddes av astronomer med NASA: s Goldstone Deep Space Network-antenn i Kalifornien och National Radio Astronomy Observatory: s Green Bank Telescope i West Virginia. Deras läsning hjälpte till att förfina storleksberäkningar av asteroiden, vilket indikerar att den är långsträckt och mäter ungefär 15 meter (50 fot) lång och 8 meter (25 fot) bred.
Att bestämma TC4: s sammansättning var mer utmanande. På grund av ogynnsamma väderförhållanden som sammanföll med flyby, kunde instrument som NASA: s infraröda teleskopfacilitet (IRTF) vid Mauna Kea-observatoriet på Hawaii inte se till asteroiden. Emellertid erhölls spektra på asteroiden som indikerade att den har en stenig kropp, vilket betyder att det är en S-typ asteroider.
Vanligtvis bestämmer markbaserade element en asteroids sammansättning baserat på deras färg. Medan mörka asteroider är kända för att vara kolrika (C-typ), är ljusa asteroider främst sammansatta av silikatmineraler (S-typ). Som Lance Benner, som ledde radarobservationerna vid JPL, förklarade:
”Radar har förmågan att identifiera asteroider med ytor gjorda av mycket reflekterande steniga eller metalliska material. Vi kunde visa att radarspridningsegenskaperna överensstämmer med en ljus stenig yta, liknande en viss klass av meteoriter som reflekterar så mycket som 50 procent av det ljus som faller på dem. ”
Förutom observationskampanjen använde NASA TC4: s senaste flyby som en möjlighet att testa kommunikation mellan observatorier, såväl som det interna meddelanden och kommunikationssystemet som för närvarande är på plats. Detta nätverk kopplar samman olika myndigheter och den verkställande filialen och skulle komma att spela i händelse av en förutsedd krisituation.
Enligt Vishnu Reddy, en biträdande professor från University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory som ledde observationskampanjen, visade denna aspekt av övningen att vi kunde organisera en stor, världsomspännande observationskampanj på en kort tidslinje och kommunicera resultaten effektivt. ”Michael Kelley, TC4: s övningsledare vid NASA: s huvudkontor i Washington, tilllade,” Vi är mycket bättre förberedda idag på att hantera hotet om en potentiellt farlig asteroid än vad vi var före TC4-kampanjen. ”
Sist, men inte minst, var hur övningen samlade forskare och institutioner från hela världen för ett enda syfte. Som Boris Shustov - forskningsdirektören för Institutet för astronomi vid den ryska vetenskapsakademin, som också var en del av övningen - indikerade, var övningen ett utmärkt sätt att testa hur världens vetenskapliga institutioner skulle gå till förberedelser för en möjlig asteroid påverkan:
”TC4-kampanjen 2012 var ett utmärkt tillfälle för forskare att visa vilja och beredskap att delta i seriöst internationellt samarbete för att hantera den potentiella faran för jorden som NEO: er. Det gläder mig att se hur forskare från olika länder effektivt och entusiastiskt arbetade tillsammans mot ett gemensamt mål, och att det ryska-ukrainska observatoriet i Terskol kunde bidra till insatsen. I framtiden är jag övertygad om att sådana internationella observationskampanjer kommer att bli vanlig praxis. ”
I händelse av att en asteroid i närheten av jorden faktiskt kan utgöra ett hot mot jorden, är det bra att veta att alla spårnings-, övervaknings- och varningssystem vi har på plats är i god fungerande skick. Om vi kommer att lita på den mänskliga civilisationens öde (och eventuellt hela livet på jorden) till ett avancerat varningssystem är det bara meningsfullt att alla buggar har utarbetats i förväg!
TC4-observationskampanjen sponsras av NASA: s planära försvarssamordningskontor, som i sin tur förvaltas av planeten för vetenskapsmissionens direktorat vid NASA: s huvudkontor i Washington, D.C.
