Hur farliga är de tusentals och miljoner asteroider som omger den tredje berget från Sun - Earth? Eftersom en asteroidpåverkan utgör en verklig risk för liv och egendom är detta en fråga som har bett om svar i årtionden. Men nu har forskare vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory fått data från olika amerikanska försvarsdepartementets tillgångar och planerat en häpnadsväckande uppsättning data som sträcker sig över 20 år.
Denna senaste sammanställning av data understryker hur ofta några av dessa större brandkulor är, med det största är Chelyabinsk-evenemanget den 15 februari 2013 som skadade tusentals i Ryssland. De nya uppgifterna kommer att förbättra vår förståelse för frekvensen och närvaron av små och stora asteroider som är faror för befolkade områden var som helst på jorden.
Uppgifterna från "regeringssensorer" - vilket betyder "tidig varning" -satelliter för att övervaka missilutskott (från potentiella fiender) såväl som infrasound markmonitorer - visar fördelningen av bolidhändelser. Uppgifterna visar först hur enhetligt fördelade händelserna är runt om i världen. Denna information släpps nu till allmänheten och forskare för mer detaljerad analys.
De senaste uppgifterna som släppts av den amerikanska regeringen visar både hur ofta bolider är och även hur effektivt jordens atmosfär skyddar ytan. En delmängd av dessa data hade analyserats och rapporterats av Dr. Peter Brown från University of Western Ontario, Kanada och hans team 2013, men inkluderade endast 58 evenemang. Denna nya datamängd har 556 händelser.
De nyligen släppta uppgifterna visar också hur jordens atmosfär är en överlägsen barriär som förhindrar små asteroidernas penetration och påverkan på jordens yta. Till och med 20 meter (65 fot) Chelyabinsk-asteroiden exploderade i luften och sprider kraften i en kärnkraftssprängning 29,7 km (18,4 miles, 97,400 fot) över ytan. Annars kunde denna asteroid ha utplånat mycket av en modern stad; Chelyabinsk räddades också på grund av ren tur - asteroiden kom in i en grund vinkel som ledde till dess bortgång; mer brant, och det skulle ha exploderat mycket närmare ytan. Medan många exploderar i den övre atmosfären, inträffar ofta ett brett utsträckt fält med små fragment. Under historiska tider har städer och byar rapporterat att de har pelats av sådana sprays av sten från himlen.
NASA och JPL betonade att investeringar i tidig upptäckt av asteroider har ökat 10 gånger under de senaste 5 åren. Forskare som Dr. Jenniskens vid SETI Institute har utvecklat ett nätverk av alla himmelkameror som har bestämt banorna för över 175 000 meteorer som brann upp i atmosfären. Och B612 Foundation har varit den starkaste förespråkaren för att upptäcka alla farliga asteroider. B612, leds av tidigare astronauter Ed Lu och Rusty Schweikert, har designat ett rymdteleskop som heter Sentinel som skulle hitta farliga asteroider och hjälpa till att skydda Jorden i århundraden in i framtiden.
Hastighet är allt. Medan Chelyabinsk hade bara 1/10 av massan av superbärare i Nimitz-klass, reste den 1000 gånger snabbare. Dess kinetiska energi på grund av dess hastighet var 20 till 30 gånger den som släpptes av de kärnvapen som användes för att avsluta kriget mot Japan - cirka 320 till 480 kiloton TNT. I korthet anses asteroider vara vilken rymdrock som är större än 1 meter och de mindre kallas meteoroider.
Två tidigare undersökningar kan jämföras med denna nya data. En av Eugene Shoemaker på 1960-talet och en av Dr. Brown. Det första arbetet av Shoemaker med användning av månkraterräkningar och det nyare arbetet i Dr. Browns grupp, med sensorer från försvarsdepartementet, bestämde uppskattningar av frekvensen av asteroidpåverkan (bolid) hastigheter kontra storleken på de små kropparna. Dessa två undersökningar skiljer sig åt med en faktor på tio, det vill säga där Shoemaker's visar frekvenser i storleksordningen 10 eller 100 år, Browns är i storleksordningen 100 och 1000 år. Den senaste informationen, som har justerat Browns tidigare arbete, höjer nu frekvensen av farliga händelser till Shoemakers arbete.
Dr Browns och medutredarnas arbete ledde till följande graf som visar frekvensen av kollisioner med jorden av asteroider i olika storlekar. Denna intrig från ett brev till naturen av P. Brown et al. använde 58 bolider från data som samlats från 1994 till 2014 från myndighetssensorer. Brown och andra kommer att förbättra sin analys med detta mer detaljerade datasätt. Handlingen visar att en händelse av typen Chelyabinsk kan förväntas ungefär var 30: e år, men osäkerheten är hög. De nya uppgifterna kan minska denna osäkerhet. Tungunska-händelser som kan förstöra ett storstadsområde med storleken på Washington DC inträffar mindre ofta - ungefär en gång per sekel.
Asteroider finns i alla storlekar. Mindre asteroider är mycket vanligare, större mindre. En vanlig distribution som ses i naturen representeras av en klockkurva eller "normal" distribution. Lyckligtvis har de större asteroiderna antalet i hundratals medan de små "stadsbusterna" räknas på 100-talet, om inte miljoner. Och lyckligtvis är jorden liten i proportion till utrymmets volym, till och med bara det utrymme som upptas av vårt solsystem. Dessutom täcks 69% av jordens yta av hav. Människor kramar bara på cirka 10% av jordytan. Detta minskar risken för att asteroidpåverkan påverkar ett befolkat område med en faktor tio.
Sammantaget är risken från asteroider mycket verklig eftersom Chelyabinsk-händelsen underströk. Sedan tiden för Tugunska-påverkan i Sibirien 1908 har den mänskliga befolkningen fyrdubblats. Antalet städer på över 1 miljon har ökat från 12 till 400. Att inse hur många och hur ofta dessa asteroidpåverkan inträffar plus tillväxten av den mänskliga befolkningen under de senaste hundra åren väcker brådskan för ett asteroidupptäckt-teleskop nära jord. som B612s Sentinel som kunde hitta alla farliga föremål på mindre än 10 år medan markbaserade observationer kommer att ta 100 år eller mer.
Referens:
Ny karta visar frekvensen av små asteroidpåverkan, ger ledtrådar om större asteroidpopulation
Full bildtexter av den inkluderade tomten från LETTERS TO NATURE, Chelyabinsk airburst: Implications for the Impact Hazard, P.G. Brown et al.
Det uppskattade kumulativa flödet av stötar på jorden. Bolidimpaktorflödet vid jorden (Bolide-flödet 1994-2013 - svarta cirklar) baserat på ~ 20 års globala observationer från amerikanska regeringssensorer och infrasound airwave-data. Global täckning är i genomsnitt 80% bland totalt 58 observerade bolider med E> 1 kt och inkluderar Chelyabinsk Chelyabinsk bolide (längst till höger svart cirkel). Denna täckningskorrigering är ungefärlig och bolidflödeskurvan är troligen en lägre gräns. Den brunfärgade linjen representerar en tidigare powerlaw-passning från ett mindre datasätt för bolider mellan 1 - 8 m i diameter15. Felfält representerar endast räknestatistik. Som jämförelse plottar vi de förspända uppskattningarna av den asteroida effektfrekvensen nära jorden baserat på alla teleskopiska sökdata för asteroiderna fram till mitten av 2012 (gröna rutor) 8 och andra tidigare oberoende analyserade teleskopiska datasätt inklusive NEAT-upptäckter (rosa rutor) och slutligen från undersökningen Spacewatch (blue squares), där diametrar bestäms utifrån en albedo av 0,1. Energi för teleskopiska data beräknas under antagande av en genomsnittlig bulkdensitet på 3000 kgm-3 och en genomsnittlig slaghastighet på 20,3 kms-1. Den inneboende effektfrekvensen för dessa teleskopiska data hittades med en genomsnittlig sannolikhet för påverkan för NEA: er 2 × 10-9 per år för hela befolkningen. Månkrater räknar omvandlade till ekvivalent slagflöde och antar en geometrisk albedo på 0,25 (grå massiv linje) visas för jämförelse9, men vi noterar att kontaminering av sekundära kratrar och moderna uppskattningar av NEA-befolkningen som antyder lägre albedos tenderar att ändra denna kurva till höger och ner. Slutligen visar vi uppskattat tillströmning från globala luftvågsmätningar genomförda 1960-1974 som upptäckte större (5-20 m) bolidimpaktorer (uppåt röda trianglar) med hjälp av en förbättrad metod för energibestämning jämfört med tidigare tolkningar av samma data.
