Астероид, известный как 2024 YR4, находится вне поля зрения ученых, но по-прежнему занимает важное место в их мыслях, пишет CNN.
Объект размером со здание, который первоначально, как казалось, мог столкнуться с Землей, в настоящее время улетает за пределы досягаемости телескопов на своей орбите вокруг Солнца. Но пока ученые ждут его появления, его измененная траектория теперь привлекает внимание к другой возможной цели: Луне.
Обнаруженный в конце 2024 года космический камень первоначально выглядел так, будто мог столкнуться с нашей планетой к 22 декабря 2032 года. Вероятность этого столкновения менялась с каждым новым наблюдением, достигнув пика в 3,1% в феврале — такие шансы сделали его самым рискованным астероидом из когда-либо наблюдавшихся .
Наблюдения с помощью наземных и космических телескопов сыграли решающую роль в определении размеров и орбиты объекта 2024 YR4 астрономами. Благодаря более точным измерениям исследователи в конечном итоге смогли исключить столкновение с Землей.
Согласно данным НАСА , последние наблюдения астероида в начале июня, до того как YR4 исчез из поля зрения, позволили астрономам почти на 20% улучшить представление о его местоположении через семь лет.
Эти данные показывают, что даже если Земле удастся избежать прямого столкновения, YR4 все равно может представлять угрозу в конце 2032 года, врезавшись в Луну. Столкновение станет событием, которое человечество увидит лишь раз в жизни, но оно также может выбросить мелкозернистый лунный материал в сторону нашей планеты.
Хотя Земле не грозит значительная физическая опасность в случае столкновения астероида с Луной, существует вероятность того, что астронавты или инфраструктура на лунной поверхности в тот момент могут оказаться под угрозой — как и спутники, вращающиеся вокруг нашей планеты, от которых зависит бесперебойная работа жизненно важных систем, включая навигацию и связь.
Любые миссии на низкой околоземной орбите также могут оказаться на пути космического мусора, хотя Международная космическая станция, как ожидается, будет сведена с орбиты до возможного столкновения.
Изначально астероид YR4 рассматривался как пример того, почему ученые выполняют важнейшую работу по защите планеты, обнаруживая и отслеживая астероиды, чтобы определить, какие из них могут столкнуться с Землей. Теперь астрономы говорят, что этот астероид может переопределить спектр рисков, с которыми сталкивается эта область, расширив сферу деятельности и включив в нее мониторинг астероидов, которые могут также направиться к Луне.
«Мы начинаем понимать, что, возможно, нам нужно немного расширить этот защитный барьер», — сказал доктор Пол Вигерт, профессор астрономии и физики в Западном университете в Лондоне, Онтарио. «Теперь у нас есть объекты, которые стоит защищать, находящиеся немного дальше от Земли, поэтому, надеюсь, наше видение немного расширяется, чтобы охватить и эти территории».
Тем временем исследователи оценивают, насколько сильный хаос может вызвать потенциальное столкновение с Луной в рамках четвертого эры (YR4) и можно ли что-либо сделать для его смягчения.
«Убийца городов» на Луне
Этот угрожающий кусок скалы кажется лишь крошечной точкой света даже при использовании самых мощных астрономических приборов. В действительности, согласно наблюдениям, проведенным в марте космическим телескопом Джеймса Уэбба, самой мощной действующей космической обсерватории, диаметр YR4, вероятно, составляет около 60 метров (примерно 200 футов).
«Размер равен энергии», — сказал Жюльен де Вит, доцент кафедры планетологии Массачусетского технологического института, который наблюдал YR4 с помощью телескопа Webb. «Знание размера YR4 помогло нам понять, насколько мощным может быть этот взрыв».
Астрономы считают, что обнаружили большинство околоземных астероидов, которые в этой области классифицируются как « убийцы планет » — космические камни диаметром 1 километр (0,6 мили) и более, которые могут привести к гибели цивилизации, — заявил доктор Энди Ривкин, планетарный астроном из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса в Мэриленде. Диаметр астероида, врезавшегося в Землю 66 миллионов лет назад и приведшего к вымиранию динозавров, оценивается примерно в 6 миль (около 10 километров).
Более мелкие астероиды, такие как YR4, который после своего открытия получил неофициальное прозвище «убийца городов», могут вызвать региональные разрушения, если столкнутся с нашей планетой. По данным НАСА , около 40% околоземных космических камней размером более 140 метров (460 футов), но менее километра — способных вызвать более масштабные разрушения — уже идентифицированы .
Однако, по словам Вигерта, астрономам никогда не доводилось наблюдать за столкновением такого масштаба на Луне в реальном времени. Последние наблюдения за YR4 3 июня, перед тем как он скрылся из виду, показали 4,3%-ную вероятность столкновения YR4 с Луной — небольшую, но достаточно высокую вероятность, чтобы ученые могли рассмотреть, как может развиваться такой сценарий.
Потрясающий метеорный поток — и риск.
Предварительные расчеты показывают, что столкновение с Луной с наибольшей вероятностью произойдет на ближней стороне Луны — той стороне, которую мы видим с Земли.
«YR4 настолько тусклый и маленький, что мы смогли измерить его положение с помощью телескопа JWST дольше, чем с Земли», — сказал Ривкин, возглавляющий исследование YR4 в рамках проекта Webb. «Это позволяет нам рассчитать гораздо более точную орбиту для него, поэтому теперь у нас есть гораздо лучшее представление о том, где он будет находиться, а где нет».
По словам Вигерта, ведущего автора недавней статьи, представленной в журналы Американского астрономического общества и анализирующей потенциальное столкновение с Луной, столкновение может вызвать яркую вспышку, которая будет видна невооруженным глазом в течение нескольких секунд.
По словам Вигерта, столкновение может образовать на Луне ударный кратер, ширина которого оценивается в 1 километр (0,6 мили), — примерно размером с Метеоритный кратер в Аризоне, добавил Ривкин. Согласно моделированию, проведенному в исследовании Вигерта, это будет самое крупное столкновение на Луне за последние 5000 лет, и оно может выбросить до 100 миллионов килограммов (220 миллионов фунтов) лунных камней и пыли.
Даже обломки размером всего в несколько десятков сантиметров могут представлять опасность для любых астронавтов, находящихся на Луне, или для любых сооружений, которые они построили для исследований и проживания, сказал Вигерт. У Луны нет атмосферы, поэтому обломки от этого события могут быть широко распространены на лунной поверхности, добавил он.
Согласно данным НАСА , в среднем Луна находится на расстоянии 238 855 миль (384 400 километров) от Земли .
По словам Вигерта, частицы лунного материала размером с крупные песчинки, от 0,1 до 10 миллиметров, могут достичь Земли через несколько дней или месяцев после столкновения с астероидом, поскольку они будут двигаться с невероятной скоростью, создавая интенсивный и впечатляющий метеорный поток.
«На поверхности абсолютно никакой опасности нет», — сказал Вигерт. «Мы не ожидаем больших валунов или чего-либо крупнее, чем, скажем, кубик сахара, и наша атмосфера очень хорошо защитит нас от этого. Но они движутся быстрее пули, поэтому, если они столкнутся со спутником, это может причинить некоторый ущерб».
Не весь лунный мусор, достигающий Земли, настолько мал, и это зависит от угла и типа удара о Луну, как утверждают исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе . В результате столкновений космических камней с лунной поверхностью на протяжении миллионов лет на Земле были обнаружены лунные метеориты различных размеров.
Подготовка к удару
По словам Вигерта, сотни и тысячи столкновений с обломками размером в миллиметр могут повлиять на земной спутниковый флот, а это значит, что спутники могут за несколько дней получить воздействие метеоритного мусора, эквивалентное десятилетней давности.
Человечество зависит от жизненно важной космической инфраструктуры, заявил Дэн Олтрогге, главный научный сотрудник компании COMSPOC, занимающейся разработкой программного обеспечения для обеспечения осведомленности о космической обстановке и созданием решений для борьбы с такими опасностями, как космический мусор.
«Космос затрагивает практически все аспекты нашей жизни сегодня, от торговли и связи до путешествий, промышленности, образования и социальных сетей, поэтому потеря доступа к космосу и его эффективного использования представляет серьезную угрозу для человечества», — сказал Олтрогге.
Вряд ли это событие вызовет сценарий «синдрома Кесслера», при котором обломки разбитых спутников столкнутся с другими, вызвав эффект домино, или упадут на Землю. Вместо этого, по словам Вигерта, это может быть больше похоже на удар гравия о лобовое стекло автомобиля на высокой скорости, что означает, что солнечные панели или другие хрупкие части спутника могут быть повреждены, но сам спутник останется целым .
Хотя временная потеря связи и навигации со спутников создаст масштабные трудности на Земле, Вигерт заявил, что, по его мнению, потенциальные последствия должны волновать скорее операторов спутников, чем общественность.
Защита Земли и Луны
По словам Вигерта, ученые и астрономы по всему миру рассматривают возможные сценарии, поскольку до исчезновения YR4 из поля зрения они не могли исключить возможность столкновения с Луной.
«Мы понимаем, что столкновение с Луной может иметь серьезные последствия, поэтому что же мы будем делать?» — сказал де Вит.
Потенциальный план планетарной защиты мог бы стать более понятным, если бы астероид направлялся прямо к Земле. Ривкин участвовал в тестировании одного из таких подходов в сентябре 2022 года в качестве главного исследователя проекта НАСА по изменению траектории движения двойного астероида (DART), в рамках которого космический аппарат был намеренно направлен на астероид Диморфос в сентябре 2022 года.
Диморфос — это астероид-спутник, вращающийся вокруг более крупного родительского астероида, известного как Дидимос. Ни один из них не представляет угрозы для Земли, но эта двойная астероидная система была идеальной целью для тестирования технологии отклонения, поскольку размер Диморфоса сопоставим с размерами астероидов, которые могли бы нанести вред нашей планете в случае столкновения.
В рамках миссии DART космический аппарат врезался в астероид на скорости 13 645 миль в час (6 километров в секунду), чтобы выяснить, будет ли такого кинетического удара достаточно, чтобы изменить движение небесного объекта в космосе.
Это сработало. Со дня столкновения данные наземных телескопов показали, что космический аппарат DART действительно изменил период обращения Диморфоса — или время, необходимое для совершения одного оборота вокруг Дидимоса — примерно на 32 или 33 минуты. Ученые продолжают наблюдать дополнительные изменения в этой паре, в том числе то, как прямое столкновение, вероятно, деформировало Диморфос из-за состава астероида.
Аналогично, если YR4 столкнется с Луной и не причинит ущерба спутникам, это может создать огромные возможности для исследователей, чтобы узнать, как лунная поверхность реагирует на удары, сказал Вигерт.
Однако целесообразность отправки миссии, подобной DART, для того, чтобы сбить YR4 с курса столкновения с Луной, покажет время. Это будет зависеть от будущих оценок рисков, проводимых группами планетарной защиты, когда астероид снова появится в поле зрения примерно в 2028 году, сказал де Вит.
Хотя планы обороны на случай возможного столкновения с Луной до сих пор не ясны, путешествие YR4 подчеркивает важность — и сложности — отслеживания объектов, которые зачастую невозможно увидеть.
Скрытые угрозы
Астероид YR4 был обнаружен телескопом ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), расположенным в Рио-Уртадо, Чили, через два дня после того, как он уже совершил свой самый близкий к Земле пролет, будучи скрыт ярким солнечным светом по мере приближения к нашей планете.
Аналогичный инцидент произошел 15 февраля 2013 года, когда астероид диаметром примерно 20 метров (около 65 футов) врезался в атмосферу и взорвался над Челябинском, Россия, повредив тысячи зданий, согласно данным Европейского космического агентства . Хотя никто не погиб, около 1500 человек получили ранения, когда ударная волна выбила окна в домах и офисах.
Наблюдение за астероидами сопряжено со многими трудностями, — сказал Ривкин. Астероиды невероятно тусклые и их трудно увидеть, потому что вместо того, чтобы излучать собственный свет, они лишь отражают солнечный свет. А из-за их относительно небольшого размера интерпретация наблюдений — это не такой простой процесс, как наблюдение за планетой, например, Марсом или Юпитером, через телескоп.
«Астероиды мы видим только как точечные источники света, поэтому, измеряя их яркость и температуру, мы можем определить их размер, исходя из того, насколько большими они должны быть, чтобы быть такими яркими», — сказал Ривкин.
На протяжении десятилетий астрономам приходилось искать слабые астероиды ночью, что означало пропуск любых астероидов, движущихся со стороны Солнца, — создавая самую большую слепую зону в мире для наземных телескопов, которые не могут блокировать светимость нашей звезды.
Однако будущие телескопы, включая телескоп NEO Surveyor НАСА, запуск которого ожидается к концу 2027 года, и спутник NEOMIR ( Near-Earth Object Mission in the InfraRed ) Европейского космического агентства, запуск которого запланирован на начало 2030-х годов, могут уменьшить это «слепое пятно», помогая исследователям обнаруживать астероиды, расположенные гораздо ближе к Солнцу.
«NEOMIR обнаружил бы астероид 2024 YR4 примерно на месяц раньше, чем это сделали наземные телескопы», — заявил Ричард Мойсл, глава Управления планетарной защиты ЕКА, в своем заявлении . «Это дало бы астрономам больше времени для изучения траектории астероида и позволило бы им гораздо раньше исключить любую возможность столкновения с Землей в 2032 году».
НАСА и другие космические агентства постоянно следят за потенциально опасными астероидами , которые определяются как таковые в зависимости от их расстояния до Земли и способности причинить значительный ущерб в случае столкновения. Согласно НАСА, астероиды, которые не могут приблизиться к нашей планете ближе, чем на одну двадцатую часть расстояния Земли от Солнца, не считаются потенциально опасными.
Когда в июне новая обсерватория имени Веры К. Рубин, расположенная в Андах в Чили, опубликовала свои первые потрясающие снимки космоса, исследователи сообщили об открытии более 2100 ранее неизвестных астероидов после семи ночей наблюдений.
Из этих вновь обнаруженных космических камней семь были околоземными объектами.
Околоземный объект — это астероид или комета, движущаяся по орбите на расстояние до 120 миллионов миль (около 190 миллионов километров) от Солнца, что означает, что он потенциально может пролететь вблизи Земли, согласно данным НАСА . Ни один из новых объектов, обнаруженных Рубином, не был признан представляющим угрозу для нашей планеты.
По словам де Вита, Рубин станет отличным охотником за астероидами, а такие телескопы, как Webb, смогут отслеживать открытия Рубина. Предложение Ривкина и де Вита использовать Webb для наблюдения за YR4 весной 2026 года было только что одобрено. Webb — единственный телескоп, у которого есть шанс увидеть астероид до 2028 года.
«Эта недавно утвержденная программа даст лицам, принимающим решения, два дополнительных года на подготовку — хотя, скорее всего, позволит им расслабиться, поскольку существует 80% вероятность исключения негативных последствий — и предоставит ключевые уроки, основанные на опыте, для решения будущих потенциальных проблем, которые может выявить Вера Рубин», — сказал де Вит.
А из-за неожиданных поворотов сюжета YR4, астероиды, способные повлиять на Луну, в будущем могут стать объектами еще более интенсивного изучения.
«Если это действительно то, о чём нам приходится беспокоиться только раз в 5000 лет или около того, то, возможно, это менее актуально», — сказал Ривкин. «Но даже просто вопрос о том, что бы мы сделали, если бы увидели что-то, что собирается столкнуться с Луной, — это, по крайней мере, то, о чём мы теперь можем начать думать».