🥔 🧑🏿‍🤝‍🧑🏿 📴 الكويكبات ونحن 🥠 🎐 🍴

ليست مقالة مواضيعية تمامًا بالنسبة لي ، ولكن يبدو من المثير للاهتمام بالنسبة لي أن أتحدث عن خطر الكويكب. من حيث المبدأ ، هذا موضوع تم اختراقه ، ولكن في السنوات الأخيرة اكتسب تدريجيًا محتوى مختلفًا ، لذلك أعتقد أنه سيكون مثيرًا للاهتمام.

التأثير

محاكاة انفجار جوي لنيزك تونجوسكا . التقديرات الحالية تعطي قوة تأثير 5..15 ميغا طن.

التأثير هو إصابة كويكب (من حيث المبدأ بأي حجم) في الأرض ، مع إطلاق لاحق لطاقته الحركية في الغلاف الجوي أو على السطح. كلما كان التأثير على الطاقة أصغر ، كلما حدث ذلك. طاقة التأثير هي طريقة جيدة لتحديد ما إذا كان الجسم الكوني خطيرًا على الأرض أم لا. أول عتبة من هذا القبيل هي في مكان ما حوالي 100 كيلو طن من مكافئ TNT لإطلاق الطاقة ، عندما يتوقف كويكب وارد (والذي يبدأ عند دخول الغلاف الجوي يسمى نيزك) عن السقوط في موقع YouTube ، ويبدأ في إحداث مشاكل. مثال جيد على مثل هذا الحدث هو نيزك تشيليابينسك لعام 2014 - جسم صغير بأبعاد مميزة تبلغ 15 ... 20 مترًا وكتلة ~ 10 آلاف طن تسببت في تلف مليار روبل وإصابة 300 شخص تقريبًا.

مجموعة مختارة من مقاطع الفيديو لسقوط نيزك تشيليابينسك.

ومع ذلك ، كان نيزك تشيليابينسك يهدف بشكل جيد للغاية ، وبشكل عام لم يزعج بشكل خاص حياة تشيليابينسك ، ناهيك عن الأرض بأكملها. احتمال الدخول بطريق الخطأ إلى منطقة مزدحمة بالسكان أثناء التصادم مع كوكبنا يبلغ حوالي بضعة في المائة ، وبالتالي ، فإن العتبة الحقيقية للأجسام الخطرة تبدأ بقوة تزيد 1000 مرة - حوالي مئات الميغا طن ، طاقة التأثير المميزة لأجسام العيار 140-170 متر.

على عكس الأسلحة النووية ، فإن الطاقة التي تطلقها النيازك أكثر لطخة في المكان والزمان ، وبالتالي فهي أقل فتكًا. في الصورة - انفجار المنشآت النووية ايفي مايك ، 10 ميغا طن.

مثل هذا النيزك له نصف قطر دمار مائة كيلومتر ، وهبوط ناجح ، يمكن أن ينتهي بملايين الأرواح. بالطبع ، هناك حجارة في الفضاء الخارجي وأخرى أكبر - كويكب يبلغ ارتفاعه 500 متر سيؤدي إلى كارثة إقليمية ، تؤثر على التضاريس على بعد آلاف الكيلومترات من مكان سقوطه ، ويمكن لمحو كيلومتر ونصف أن يمحو الحياة من ربع سطح الكوكب ، و 10 كيلومترات سترتب انقراضًا جماعيًا جديدًا وستدمر بالتأكيد الحضارة.

الآن بعد أن قمنا بمعايرة مستوى هرمجدون من الحجم ، يمكننا الانتقال إلى العلم.

بالقرب من الكويكبات الأرض

بالطبع ، يمكن أن يصبح الكويكب الذي يمر مداره في المستقبل على مسار الأرض مؤثرًا. المشكلة هي أنه يجب عليك أولاً رؤية مثل هذا الكويكب ، ثم قياس مساره بدقة كافية ونمذجته في المستقبل. حتى الثمانينيات ، كان عدد الكويكبات المعروفة التي عبرت مدار الأرض في العشرات ، ولم يكن أحدها خطيرًا (لم يقترب من 7.5 مليون كيلومتر من مدار الأرض عند نمذجة الديناميكيات ، على سبيل المثال ، قبل 1000 عام). لذلك ، ركزت دراسة خطر الكويكب بشكل أساسي على الحساب الاحتمالي - كم عدد الأجسام التي يزيد طولها عن 140 مترًا في المدارات التي تعبر الأرض؟ كم مرة تحدث الآثار؟ تم تقدير الخطر بشكل احتمالي "في العقد القادم للحصول على تأثير بسعة أكثر من 100 ميغا طن هو 10 ^ -5" ،لكن الاحتمال لا يعني أننا لن نحصل على كارثة عالمية غدا.

الصورة

حساب تردد الاصطدام المحتمل كدالة للطاقة. على المحور الرأسي ، فإن تواتر "الحالات في السنة" ، على المحور الأفقي ، هو قوة التصادم بالكيلوتونات. خطوط أفقية - تفاوتات في الحجم. علامات حمراء - ملاحظات التأثيرات الحقيقية مع وجود خطأ.

ومع ذلك ، يؤدي النمو النوعي والكمي إلى زيادة سريعة في عدد الأجسام القريبة من الأرض المكتشفة. أدى ظهور في 90s من CCDs بواسطة التلسكوبات (التي زادت من حساسيتها بمقدار 1-1.5 من حيث الحجم) وفي نفس الوقت أدت الخوارزميات التلقائية لمعالجة صور السماء الليلية إلى زيادة في معدل الكشف عن الكويكبات (بما في ذلك قرب الأرض) بمقدار اثنين من الحجم في مطلع القرن.

رسوم متحركة جيدة لكشف وحركة الكويكبات من 1982 إلى 2012. يتم تمييز الكويكبات القريبة من الأرض باللون الأحمر.

في عام 1998-1999 ، بدأ مشروع LINEAR في العمل - اثنان من التلسكوبات - الروبوتات بفتحة 1 متر فقط ، ومجهزة بمصفوفة بدقة 5 ميجابكسل فقط (ستفهم لاحقًا من أين تأتي من مصفوفة "كل شيء") ، مع مهمة اكتشاف أكبر عدد ممكن من الكويكبات والمذنبات في .h. بالقرب من الأرض. لم يكن هذا هو المشروع الأول لهذا التوجه (قبل عامين كان لا يزال ناجحًا جدًا) ، ولكنه الأول ، المصمم خصيصًا لهذه المهمة. تميز التلسكوب بالسمات التالية التي ستصبح المعيار بعد ذلك:

مصفوفة فلكية خاصة لاتفاقية مكافحة التصحر مع إضاءة خلفية بكسل ، مما أدى إلى زيادة كفاءته الكمية (عدد الفوتونات التي تم تسجيلها) إلى 100٪ تقريبًا ، مقابل 30٪ للفوترات القياسية غير الفلكية.
, .
— 5 28 . 10 , .
, ( ) .

( 5 28 ) LINEAR . — , — .

يقع تلسكوب LINEAR نفسه في White Sands ، نيو مكسيكو.

ستصبح LINEAR نجمة من الحجم الأول للبحث عن الكويكبات ، بعد أن اكتشفت على مدار الاثني عشر عامًا القادمة 230 ألف كويكب ، بما في ذلك 2300 عبور مدار الأرض. بفضل مشروع MPC آخر ( مركز الكواكب الصغيرة ) ، يتم توزيع المعلومات حول المرشحين الذين تم العثور عليهم للكويكبات من خلال مراصد مختلفة لإجراء قياسات إضافية للمدارات. في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، بدأ تشغيل مسح آلي آلي مماثل لكاتالينا (والذي سيكون أكثر استهدافًا للبحث عن الأجسام القريبة من الأرض ، وسيجدها المئات في السنة).

الصورة

عدد الكويكبات القريبة من الأرض التي اكتشفتها مشاريع مختلفة حسب السنة

وبشكل تدريجي ، تبدأ تقديرات احتمالية هرمجدون عمومًا في الاستنتاج إلى تقديرات احتمالية الوفاة من كويكب معين. من بين المئات الأولى ، ومن ثم الآلاف من الكويكبات القريبة من الأرض ، يبرز حوالي 10 ٪ من مداراتها أقرب من 0.05 وحدة فلكية من مدار الأرض (حوالي 7.5 مليون كيلومتر) ، في حين أن حجم الكويكب يجب أن يتجاوز 100-150 مترًا (الحجم المطلق للجسم النظام الشمسي H> 22).

في نهاية عام 2004 ، أخبرت وكالة ناسا العالم أن الكويكب أبوفيس 99942 الذي تم اكتشافه في بداية العام باحتمال 1 في 233 سيضرب الأرض في عام 2029. يبلغ قطر الكويكب ، وفقًا للقياسات الحديثة ، حوالي 330 مترًا وكتلة تقدر بـ 40 مليون طن ، مما يمنح حوالي 800 ميجا طن من طاقة الانفجار.

الصورة

. .

ومع ذلك ، على سبيل المثال من Apophis ، أصبح احتمال وجود جسم معين على السطح مؤثرًا. من خلال معرفة مدار الكويكب بدقة محدودة ودمج مساره مرة أخرى بدقة محدودة ، لا يمكن تقدير القطع الناقص إلا وقت حدوث تصادم محتمل ، حيث ، على سبيل المثال ، ستسقط 95 ٪ من المسارات المحتملة. عندما تم تحسين معلمات مدار أبوفيس ، انخفض القطع الناقص حتى سقط منه كوكب الأرض أخيرًا ، ومن المعروف الآن أنه في 13 أبريل 2029 ، سيمر الكويكب على مسافة لا تقل عن 31200 كيلومتر من سطح الأرض (ولكن مرة أخرى ، هذه هي أقرب حافة للقطع الناقص للخطأ).

الصورة

توضيح لكيفية ضغط أنبوب المدارات المحتملة للكويكب أبوفيس في لحظة حدوث تصادم محتمل مع تنقيح معلمات المدار. ونتيجة لذلك ، لم تتأثر الأرض.

مثال آخر مثير للاهتمام من قبل Apophis هو حساب نقاط التصادم المحتملة (مع مراعاة عدم اليقين) للتصادم في عام 2036. من الواضح ، بالمناسبة ، أن المسار مر بالقرب من مكان ارتطام نيزك تونجوسكا.

بالمناسبة ، لتقييم الخطر النسبي للكويكبات القريبة من الأرض بسرعة ، تم تطوير مقياسين - تورينو البسيط وباليرمو الأكثر تعقيدًا . تضرب Turinskaya ببساطة احتمال الاصطدام وحجم الجسم المقدر ، وتعيينه قيمة من 0 إلى 10 (على سبيل المثال ، Apophis في ذروة احتمال الاصطدام لديه 4 نقاط) ، ويحسب Palermskaya لوغاريتم نسبة احتمال تأثير جسم معين مع احتمال الخلفية لتأثير مثل هذه الطاقة من اليوم إلى لحظة ممكن التصادمات.

الصورة

في الوقت نفسه ، تعني القيم الإيجابية على مقياس باليرمو أن جسمًا واحدًا يصبح مصدرًا محتملًا أكبر للكوارث من جميع الهيئات الأخرى - مفتوحة وغير مكتشفة مجتمعة. نقطة أخرى مهمة من مقياس باليرمو هي تلاقي احتمالية التأثير وطاقته ، والتي تعطي منحنى غير بديهي لدرجة درجة الخطورة اعتمادًا على حجم الكويكب - نعم ، يبدو أن 100 متر من الحجارة غير قادرة على التسبب في ضرر كبير ، لكنها تسقط كثيرًا وغالباً ما تحمل نسبياً الضحايا المحتملين أكثر من 1.5 كيلومتر "قتلة الحضارات".

ومع ذلك ، فلنعد إلى تاريخ الكشف عن الكويكبات القريبة من الأرض والأجسام الخطرة المحتملة المتوسطة. في عام 2010 ، بدأ تشغيل أول تلسكوب Pan-STARRS ، مع تلسكوب مجال واسع للغاية بفتحة 1.8 متر ، مجهز بمستشعر 1400 ميجابكسل!

الصورة

صورة لمجرة Andromeda من تلسكوب Pan-STARRS 1 ، مما يسمح لنا بتقييم زاويتها الواسعة. للمقارنة ، يتم رسم البدر والمربعات الملونة في الحقل - مجال الرؤية "المعتاد" للتلسكوبات الفلكية الكبيرة.

على عكس LINEAR ، يستغرق الأمر 30 ثانية مع عمق عرض 22 عمق. القيم (أي يمكن الكشف عن كويكب بحجم 100-150 مترًا على مسافة وحدة فلكية واحدة ، مقابل حد الكيلومتر عند هذه المسافة لـ LINEAR) ، ويتحول خادم عالي الأداء (1480 نواة و 2.5 بيتابايت من محركات الأقراص الصلبة) إلى 10 كل ليلة تيرابايت إلى قائمة الظواهر العابرة. وتجدر الإشارة إلى أن الغرض الرئيسي من Pan-STARRS ليس البحث عن الأجسام القريبة من الأرض ، ولكن علم الفلك النجمي والمجري - البحث عن التغييرات في السماء ، على سبيل المثال المستعرات الأعظمية البعيدة ، أو الأحداث الكارثية في الأنظمة الثنائية القريبة. ومع ذلك ، تم اكتشاف مئات الكويكبات الجديدة القريبة من الأرض في هذا التلسكوب الهراء خلال العام.

خادم عموم النجوم. بشكل عام ، الصورة موجودة بالفعل في عام 2012 ، اليوم توسع المشروع كثيرًا ، تمت إضافة تلسكوب ثان ، ويجري بناء اثنين آخرين.

من الضروري ذكر مهمة أخرى - التلسكوب الفضائي NASA WISE وتوسيعه NEOWISE. التقط هذا الجهاز صورًا في الأشعة تحت الحمراء البعيدة ، واكتشف الكويكبات من خلال توهج الأشعة تحت الحمراء. بشكل عام ، كان يهدف في البداية إلى البحث عن الكويكبات خارج مدار نبتون - كائنات حزام كويبر والقرص المتناثر والأقزام البنية ، ولكن في مهمة التمديد ، بعد نفاد التلسكوب من المبرد وأصبحت درجة حرارته مرتفعة جدًا للمهمة الأولية ، هذا تم العثور على حوالي 200 جثة قريبة من الأرض بواسطة تلسكوب.

ونتيجة لذلك ، على مدار الثلاثين عامًا الماضية ، ارتفع عدد الكويكبات المعروفة بالقرب من الأرض من حوالي 50 إلى 15000. واليوم ، تم إدراج 1763 منها كأجسام يحتمل أن تكون خطرة ، ولم يتم تصنيف أي منها بأكثر من 0 على مقياس تورينو وباليرمو.

العديد من الكويكبات

هل هو كثير أم قليل؟ بعد مهمة NEOWISE ، أعادت وكالة ناسا تقييم عدد طراز الكويكبات على النحو التالي:

هنا ، تظهر الصورة المظللة الكويكبات المعروفة القريبة من الأرض (ليس فقط الأجسام الخطرة) ، الخطوط هي تقدير للوجود ، ولكن لم يتم العثور عليها بعد. الوضع لعام 2012.

يتم الآن تقدير نسبة الكويكبات المكتشفة من خلال تجميع نموذجي للسكان وحساب رؤية أجسام هذه المجموعة من الأرض. يسمح هذا النهج بتقدير جيد لنسبة الأجسام المكتشفة ، ليس فقط من خلال استقراء وظيفة "حجم عدد الأجسام" ، ولكن أيضًا مع مراعاة الرؤية.

المنحنيات الحمراء والسوداء هي تقديرات نموذجية لعدد الأجسام ذات الأحجام المختلفة في المدارات القريبة من الأرض. الخطوط المتقطعة الزرقاء والخضراء هي المبلغ الذي تم اكتشافه.

يكون المنحنى الأسود من الصورة السابقة بشكل جدولي.

هنا في الجدول ، تُعطى أحجام الكويكبات بوحدات ذات أبعاد نجمية مطلقة لأجسام النظام الشمسي. يتم إجراء إعادة حساب تقريبية للأبعاد وفقًا لهذه الصيغة ومنه يمكننا أن نستنتج أننا نعرف أكثر من 90 ٪ من الأجسام القريبة من الأرض أكبر من 500 متر ونحو نصف حجم أبوفيس. بالنسبة للجثث من 100 إلى 150 مترًا ، لا يُعرف سوى حوالي 35٪.

ومع ذلك ، يمكننا أن نتذكر أن حوالي 0.1 ٪ من الأشياء الخطرة كانت مثيرة للشفقة قبل 30 عامًا ، لذا فإن التقدم مثير للإعجاب.

تقدير آخر لنسبة الكويكبات المكتشفة حسب الحجم. بالنسبة للجثث التي يبلغ حجمها 100 متر ، تم الكشف عن نسبة مئوية قليلة من إجمالي الكمية اليوم.

ومع ذلك ، هذه ليست نهاية القصة. اليوم ، لا يزال تلسكوب LSST قيد الإنشاء في تشيلي - تلسكوب وحش مراقبة آخر سيتم تجهيزه ببصريات 8 أمتار وكاميرا 3.2 جيجا بكسل. في غضون بضع سنوات ، بدءًا من عام 2020 ، بعد إزالة حوالي 50 بيتابايت (بشكل عام ، شعار المشروع "تحويل السماء إلى قاعدة بيانات) من صور LSST ، سأجد~ 100000 كويكب قريب من الأرض ، يحدد مدارات ما يقرب من 100 ٪ من الأجسام ذات الأحجام الخطرة. بالمناسبة ، بالإضافة إلى الكويكبات ، يجب أن ينتج التلسكوب أيضًا عدة مليارات من الأشياء والأحداث ، ويجب أن يصل إجمالي قاعدة البيانات نفسها إلى 30 تريليون سطر ، وهو ما يمثل تعقيدًا معينًا لنظم DBMS الحديثة.

الصورة

لإنجاز مهمتها ، تتمتع LSST بتصميم بصري غير عادي للغاية ، حيث يتم وضع المرآة الثالثة في وسط الأولى.

تم تبريد الكاميرا 3.2 جيجا بكسل إلى -110 درجة مئوية مع تلميذ 63 سم - أداة العمل LSST.

هل أنقذت البشرية؟ ليس بالفعل. هناك فئة من الأحجار تقع في مدارات داخلية للأرض عند رنين 1: 1 ، والتي يصعب رؤيتها من الأرض ، وهناك مذنبات طويلة الأمد - عادة ما تكون أجسامًا كبيرة نسبيًا ، بسرعات عالية جدًا بالنسبة للأرض (أي ، يحتمل أن تكون قوية جدًا الصدمات) ، والتي يمكن أن نلاحظها اليوم قبل التصادم بأكثر من 2-3 سنوات. ومع ذلك ، في الواقع ، وللمرة الأولى في القرون الثلاثة الماضية ، منذ ولادة فكرة اصطدام الأرض بجسم سماوي ، سيكون لدينا في غضون بضع سنوات قاعدة بيانات لمسارات الغالبية العظمى من الأجسام الخطرة التي تحمل الأرض.

في الجزء التالي ، سأصف وجهة نظر العلم حول طرق التأثير على الكويكبات الخطيرة.

الكويكبات ونحن

التأثير

بالقرب من الكويكبات الأرض

العديد من الكويكبات

More articles: