Scaldarsi: individuare gli asteroidi vicino alla terra con la firma del calore

Una nuova tecnica per individuare gli asteroidi vicino alla Terra usando le loro emissioni a infrarossi è stata rivelata dai ricercatori della NASA durante l'incontro di aprile 2019 dell'APS

Il 15 febbraio 2013, un oggetto si è rotto nel cielo sopra la città russa, Chelyabinsk. L'esplosione, rilevata fino all'Antartica, fu più potente di un'esplosione nucleare, da 25 a 30 volte più potente. Ha frantumato le finestre e ferito circa 1200 persone. In effetti, l'esplosione è stata così intensamente intensa che potrebbe aver brevemente surclassato il Sole.

Palla di fuoco di Chelyabinsk registrata da una dashcam di Kamensk-Uralsky a nord di Chelyabinsk, dove era ancora l'alba. (Planetary Society Institute)

La principale preoccupazione per l'evento di Chelyabinsk è che la meteora coinvolta - che si è staccata da un asteroide più grande - relativamente piccola - con un diametro di 17-20 m. Ci sono molti oggetti molto più grandi là fuori. Sapere esattamente dove sarebbe di grande vantaggio.

La responsabilità di localizzare tali oggetti in prossimità della Terra - Near Earth Objects (NEOs) e la domanda su come prevenire un impatto sono state studiate da Amy Mainzer e dai suoi colleghi nella missione di caccia agli asteroidi della NASA presso il Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, in California. Hanno escogitato un modo semplice ma geniale per individuare i NEO mentre si precipitano verso il pianeta.

Questa è una raccolta di immagini della navicella spaziale WISE dell'asteroide 2305 King, che prende il nome da Martin Luther King Jr. L'asteroide appare come una serie di punti arancioni perché si tratta di una serie di esposizioni che sono state sommate per mostrare il suo movimento attraverso il cielo. Queste immagini a infrarossi sono state codificate a colori in modo da poterle percepire con l'occhio umano: 3,4 micron è rappresentato come blu; 4,6 micron è verde, 12 micron è giallo e 22 micron è mostrato in rosso. Dai dati WISE, possiamo calcolare che l'asteroide ha un diametro di circa 12,7 chilometri, con una riflettività del 22%, indicando una probabile composizione pietrosa (NASA)

Mainzer, che è il principale investigatore della missione, ha delineato il lavoro dell'ufficio di coordinamento della difesa planetaria della NASA all'incontro di aprile dell'American Physical Society a Denver, incluso il metodo di riconoscimento NEO del suo team e come aiuterà gli sforzi per prevenire futuri impatti sulla Terra.

Mainzer afferma: "Se troviamo un oggetto a pochi giorni dall'impatto, questo limita notevolmente le nostre scelte, quindi nei nostri sforzi di ricerca ci siamo concentrati sulla ricerca di NEO quando sono più lontani dalla Terra, fornendo il massimo tempo e l'apertura una gamma più ampia di possibilità di mitigazione. "

Ti stai riscaldando!

Individuare i NEO non è un compito facile. Mainzer lo descrive come come cercare di individuare un grumo di carbone nel cielo notturno.

Elabora: “I NEO sono intrinsecamente deboli perché sono per lo più molto piccoli e lontani da noi nello spazio.

"Aggiungete a ciò il fatto che alcuni di essi sono scuri come il toner della stampante e cercare di posizionarli contro il nero dello spazio è molto difficile."

Questa è l'immagine della missione NEOCam (Near-Earth Object Camera) proposta, progettata per trovare, tracciare e caratterizzare asteroidi e comete che si avvicinano alla Terra. Usando una termocamera ad infrarossi, la missione misurava i segni di calore dei NEO indipendentemente dal fatto che siano di colore chiaro o scuro. L'alloggiamento del telescopio è dipinto di nero per irradiare in modo efficiente il proprio calore nello spazio e il suo scudo solare gli consente di osservare vicino al Sole dove i NEO nelle orbite più simili alla Terra trascorrono gran parte del loro tempo. Sullo sfondo una serie di immagini degli asteroidi della cintura principale raccolti dalla missione prototipo NEOWISE; gli asteroidi appaiono come punti rossi contro le stelle e le galassie di sfondo. (NASA)

Invece di usare la luce visibile per individuare gli oggetti in arrivo, Mainzer e il suo team di JPL / Caltech hanno lavorato invece con un tratto caratteristico di NEO: il loro calore.

Gli asteroidi e le comete sono riscaldati dal sole e brillano così intensamente alle lunghezze d'onda termiche a infrarossi. Ciò significa che sono più facili da individuare con il telescopio NEOWISE (Wide Survey Infrared Survey Explorer) di Near-Earth Object.

Mainzer spiega: "Con la missione NEOWISE possiamo individuare gli oggetti indipendentemente dal loro colore di superficie e utilizzarli per misurare le loro dimensioni e altre proprietà della superficie."

La scoperta delle proprietà della superficie del NEO fornisce a Mainzer e ai suoi colleghi una visione di quanto siano grandi gli oggetti e di cosa sono fatti, entrambi i dettagli critici nel mettere in atto una strategia difensiva contro un NEO pericoloso per la Terra.

Ad esempio, una strategia difensiva è quella di "spingere fisicamente" un NEO lontano da una traiettoria di impatto terrestre. Il fatto è che per calcolare l'energia richiesta per quella spinta, i dettagli della massa NEO, e quindi le dimensioni e la composizione, sono cruciali.

Il telescopio spaziale NEOWISE ha individuato la cometa C / 2013 US10 Catalina che sfrecciava sulla Terra il 28 agosto 2015. Questa cometa si è spostata dalla Nuvola di Oort, il guscio di materiale freddo e congelato che circonda il Sole nella parte più distante del sistema solare oltre l'orbita di Nettuno. NEOWISE catturò la cometa mentre si riempiva di attività causata dal calore del Sole. Il 15 novembre 2015, la cometa si avvicinò maggiormente al Sole, immergendosi nell'orbita terrestre; è possibile che questa sia la prima volta che questa antica cometa sia mai stata così vicina al Sole. NEOWISE ha osservato la cometa in due lunghezze d'onda infrarosse sensibili al calore, 3,4 e 4,6 micron, che sono codificate a colori come ciano e rosso in questa immagine. NEOWISE ha rilevato questa cometa diverse volte nel 2014 e 2015; cinque delle esposizioni sono mostrate qui in un'immagine combinata che raffigura il movimento della cometa attraverso il cielo. Le abbondanti quantità di gas e polvere emesse dalla cometa appaiono rosse in questa immagine perché sono molto fredde, molto più fredde delle stelle di sfondo. (NASA)

L'esame della composizione degli asteroidi aiuterà anche gli astronomi a capire come si sono formate le circostanze in cui si è formato il sistema solare.

Mainzer afferma: “Questi oggetti sono intrinsecamente interessanti perché alcuni sono considerati vecchi quanto il materiale originale che costituiva il sistema solare.

"Una delle cose che abbiamo scoperto è che i NEO sono piuttosto diversi nella composizione".

Mainzer è ora desideroso di utilizzare i progressi nella tecnologia delle telecamere per aiutare nella ricerca di NEO. Dice: "Proponiamo alla NASA un nuovo telescopio, la Near-Earth Object Camera (NEOCam), per fare un lavoro molto più completo di mappatura delle posizioni degli asteroidi e misurazione delle loro dimensioni".

Naturalmente, la NASA non è l'unica agenzia spaziale che cerca di capire i NEO: la missione Hayabusa 2 della Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) prevede di raccogliere campioni da un asteroide. Nella sua presentazione, Mainzer spiega come la NASA lavora con la comunità spaziale globale nel tentativo internazionale di difendere il pianeta dall'impatto del NEO.