For tyve år siden instruerede den amerikanske kongres NASA om at finde 90% af nær-jord-asteroider, der truer Jorden. De har gjort fremskridt med at finde disse asteroider, der kredser om solen og kommer til inden for 1,3 astronomiske jordenheder. De kan dog være nødt til at udvide deres søgning, da astronomer nu finder asteroider, der co-orberer Venus, der kan udgøre en trussel.
Ny forskning forsøger at forstå, hvor mange flere der kan co-orbit Venus, og hvordan vi kan opdage dem. De kan være skjult i solens blænding og modstå vores bestræbelser på at finde dem. Det kommer til observerbarhedsvinduer, og hvordan asteroidernes lysstyrke ændres.
Forskningen har titlen “Den usynlige trussel: vurdering af den kollisionsfare, som de uopdagede Venus co-orbitale asteroider” og er blevet forelagt tidsskriftet Astronomi og astrofysik. Den førende forfatter er Valerio Carruba, adjunkt ved São Paulo University i Brasilien. Papiret er i øjeblikket tilgængeligt på arxiv Preprint Server.
“Tyve co-orbitale asteroider af Venus er i øjeblikket kendt,” skriver forfatterne. “Samorbital status beskytter disse asteroider mod nære tilgange til Venus, men det beskytter dem ikke mod at møde Jorden.” Venus’s co-orbitale asteroider betragtes som potentielt farlige asteroider (PHA), hvis de har “en minimumsdiameter på ca. 140 meter og kommer inden for 0,05 astronomiske enheder (AU) af Jordens bane,” forklarer de.
Det store spørgsmål er, udgør disse en kollisionstrussel mod Jorden?
“Vi sigter mod at vurdere den mulige trussel om, at den endnu uopdagede befolkning af Venus-co-orbiters kan udgøre jorden og at undersøge deres detekterbarhed fra jord- og rumobservatorier,” skriver forfatterne.
Kun en af de 20 kendte asteroider har en orbital excentricitet under 0,38. Dette giver mening, da asteroider med bredere baner kommer nærmere på jorden og er lettere at opdage. Så dens detektion er sandsynligvis resultatet af en observationsbias. Desværre betyder det også, at der kan være mange flere af dem med mindre orbitale excentriciteter, som er meget vanskelige at opdage.
Et problem med at bestemme deres fare er, at co-orbitaler har uforudsigelige kredsløb. “De co-orbitale asteroider fra Venus er meget kaotiske med Lyapunov-tider i størrelsesordenen 150 år,” forklarer forfatterne. Lyapunov -tiden henviser til, hvor lang tid en objekts bane tager for at blive uforudsigelig på grund af kaotisk dynamik.
Dette betyder, at det at studere en enkelt bane af et objekt ikke fortæller os meget om, hvad dens bane vil udvikle sig til på mere end omkring 150 år. Forfatterne skriver, at en statistisk undersøgelse af “klon” asteroider giver et klarere billede.
Forskerne skabte et gitter med forskellige orbitalhældninger og befolket det med 26 klonede asteroider med forskellige orbitalegenskaber. De integrerede dem derefter med banerne i solsystemets planeter i 36.000 simulerede år. Derefter kontrollerede de for at se, om nogen klonede asteroider havde et tæt møde med Jorden.
“Der er en række kredsløb med excentricitet <0,38, større ved lavere tilbøjeligheder, for hvilke Venus 'co-orbitaler kan udgøre en kollisionsfare for Jorden," skriver forfatterne.
Derefter kontrollerede de for at se, om de kan observeres fra Jorden med det kommende Vera Rubin -observatorium. De fandt, at disse genstande kun er observerbare med jævne mellemrum på grund af solens blænding. Disse observationsvinduer forekommer for det meste, når objekterne er i nærheden af deres nærmeste tilgang til Jorden.
“Kombinationen af højdebegrænsninger og solforelingsbegrænsninger begrænser vores observationer til specifikke perioder gennem året,” skriver forfatterne. Solforeling betyder vinkelafstanden mellem en af disse asteroider og solen, målt ud fra Jordens perspektiv.
Undersøgelsen viser, hvor vanskeligt det kan være at detektere disse farlige asteroider fra Jorden. En løsning kan være at sende et rumfartøj til Venus ‘bane. “Imidlertid kan observationer udført fra Venus ‘bane, der er placeret vendt væk fra solen, forbedre påvisningen af disse kroppe,” forklarer forskerne. Flere missioner er blevet foreslået, herunder til Sun-Earth eller Sun-Venus L1 eller L2 Halo-bane.
Vi ved, at der er asteroider derude med betydelige chancer for at slå Jorden. Nogle af dem er store nok til at ødelægge hele byer. Selv en relativt lille asteroide 150 meter i diameter kan slå jord med en kraft, der er lig med hundreder af megatoner af TNT. Det er tusinder af gange mere potent end atombomberne faldt i 2. verdenskrig.
“Blandt disse, Low-E Venus co-orbitaler udgør en unik udfordring på grund af vanskelighederne med at opdage og følge disse genstande fra Jorden,” skriver forfatterne i deres konklusion.
Vera Rubin -observatoriet skal registrere mange asteroider under dens regelmæssige undersøgelsesoperationer. At finde potentielt farlige asteroider, der samarbejder med Venus, kan imidlertid tage en særlig indsats.
“Mens undersøgelser som dem fra Rubin-observatoriet muligvis kan opdage nogle af disse asteroider i den nærmeste fremtid, mener vi, at kun en dedikeret observationskampagne fra en rumbaseret mission nær Venus potentielt kunne kortlægge og opdage alle de stadig ‘usynlige’ PHA blandt Venus ‘co-orbitale asteroider,” konkluderer forskerne.