För ungefär 4,5 miljarder år sedan teoretiserar forskare att Jorden upplevde en massiv påverkan med ett objekt av Mars-storlek (benämnd Theia). I enlighet med Giant Impact-hypotesen placerade denna kollision en betydande mängd skräp i omloppsbana, som så småningom sammanfogades för att bilda månen. Och även om månen har förblivit jordens enda naturliga satellit sedan dess, tror astronomer att jorden ibland delar sin bana med ”minimånar”.
Dessa är väsentligen små och snabbrörande asteroider som i stor utsträckning undviker upptäckt, med endast en hittills observerad. Men enligt en ny studie av ett internationellt forskargrupp kan utvecklingen av instrument som Large Synoptic Survey Telescope (LSST) möjliggöra deras upptäckt och studier. Detta i sin tur kommer att ge astronomer och asteroid gruvarbetare stora möjligheter.
Studien som beskriver deras resultat nyligen dök upp i Frontiers in Astronomy and Space Sciences under titeln "Earth's Minimoons: Möjligheter för vetenskap och teknik". Studien leddes av Robert Jedicke, en forskare från University of Hawaii i Manoa, och inkluderade medlemmar från Southwest Research Institute (SwRI), University of Washington, Luleå University of Technology, University of Helsinki och Universidad Rey Juan Carlos.
Som specialist i solsystemkroppar har Jedicke tillbringat sin karriär på att studera banor och storleksfördelningar av asteroidpopulationer - inklusive huvudbälten och nära jordobjekt (NEO), Centaurs, Trans-Neptunian Objects (TNOs), kometer och interstellära objekt. För sin studie fokuserade Jedicke och hans kollegor på föremål kända som tillfälligt fångade orbitrar (TCO) - alias. mini månar.
Dessa är väsentligen små steniga kroppar - tänkta att mäta upp till 1-2 meter (3,3 till 6,6 fot) i diameter - som tillfälligt är gravitationella bundna till Earth-Moon-systemet. Denna population av föremål inkluderar också tillfälligt fångade flybys (TCF), asteroider som flyger vid jorden och gör minst en revolution av planeten innan de flyr ut från bana eller går in i vår atmosfär.
Som Dr. Jedicke förklarade i en nyligen Science Daily nyhetsmeddelande, dessa egenskaper är det som gör mini-månar särskilt svåra att observera:
”Mini-månar är små och rör sig över himlen mycket snabbare än de flesta asteroideundersökningar kan upptäcka. Endast en minimoon har någonsin upptäckts som kretsar runt jorden, det relativt stora föremålet betecknat 2006 RH120, med några meter i diameter. ”
Detta objekt, som mätte några meter i diameter, upptäcktes 2006 av Catalina Sky Survey (CSS), ett NASA-finansierat projekt som stöds av Near Earth Object Observation Program (NEOO) som ägnas åt att upptäcka och spåra Near Earth Asteroider (NEA). Trots förbättringar under det senaste decenniet i markbaserade teleskoper och detektorer har inga andra TCO upptäckts sedan dess.
Efter att ha granskat de senaste tio åren med mini-månforskning, drog Jedicke och kollegor att befintlig teknik endast kan upptäcka dessa små, snabbt rörliga föremål av en slump. Enligt Jedicke och hans kollegor kommer detta sannolikt att förändras tack vare tillkomsten av Large Synoptic Survey Telescope (LSST), ett bredfältsteleskop som för närvarande håller på att byggas i Chile.
När det är klart kommer LSST att spendera de tio åren på att undersöka mysterierna om mörk materia och mörk energi, upptäcka övergående händelser (t.ex. novaer, supernovaer, gammastrålningsutbrott, gravitationslinser osv.), Kartlägga mjölkvägens struktur och kartlägga små föremål i solsystemet. Med hjälp av sina avancerade tekniker för optik och databehandling förväntas LSST öka antalet katalogiserade NEA: er och Kuiper Belt Objects (KBO: er) med en faktor 10-100.
Men som de indikerar i sin studie kommer LSST också att kunna verifiera förekomsten av TCO: er och spåra deras vägar runt vår planet, vilket kan resultera i spännande vetenskapliga och kommersiella möjligheter. Som Dr. Jedicke antydde:
”Mini-månar kan ge intressanta vetenskapliga och tekniska testbäddar i jorden nära. Dessa asteroider levereras mot jorden från det huvudsakliga asteroidbältet mellan Mars och Jupiter via gravitationsinteraktioner med solen och planeterna i vårt solsystem. Utmaningen ligger i att hitta dessa små föremål, trots deras närhet. ”
När det är klart på några år hoppas man att LSST kommer att bekräfta förekomsten av minimånar och hjälpa till att spåra deras banor runt jorden. Detta kommer att vara möjligt tack vare teleskopets primära spegel (som mäter 8,4 meter (27 fot) tvärs över) och dess 3200 megapixelkamera - som har ett enormt synfält. Som Jedicke förklarade kommer teleskopet att kunna täcka hela natthimlen mer än en gång i veckan och samla ljus från svaga föremål.
Med förmågan att upptäcka och spåra dessa små, snabba föremål, kan lågkostnadsuppdrag vara möjliga att mini-månar, vilket skulle vara en välsignelse för forskare som vill lära sig mer om asteroider i vårt solsystem. Som doktor Mikael Granvik - en forskare från Luleå tekniska universitet, Helsingfors universitet och en medförfattare på tidningen - indikerade:
”För närvarande förstår vi inte helt vad asteroider är gjorda av. Uppdragen returnerar vanligtvis bara små mängder material till jorden. Meteoriter ger ett indirekt sätt att analysera asteroider, men jordens atmosfär förstör svaga material när de passerar igenom. Mini-månar är perfekta mål för att få tillbaka betydande bitar av asteroidmaterial, skyddade av ett rymdskepp, som sedan kan studeras i detalj tillbaka på jorden. ”
Som Jedicke påpekar kommer förmågan att genomföra billiga uppdrag till föremål som delar jordens omloppsbana också att vara av intresse för den växande asteroide gruvindustrin. Utöver det erbjuder de också möjligheten att öka mänsklighetens närvaro i rymden.
”När vi börjar hitta minimånar med högre hastighet kommer de att vara perfekta mål för satellituppdrag,” sade han. ”Vi kan starta korta och därför billigare uppdrag, använda dem som testbäddar för större rymduppdrag och ge en möjlighet för den nybörjade asteroidgruvan att testa sin teknik ... Jag hoppas att människor en dag kommer att våga sig i solsystemet för att utforska planeterna, asteroiderna och kometer - och jag ser minimånar som de första klippstenarna på resan. ”
