Астрономы все лучше обнаруживают астероиды до того, как они врежутся в Землю

Объект, известный как RW1, стал лишь девятым астероидом, который был замечен до столкновения. Но что делать с гораздо более крупными и опасными астероидами? Смогут ли наши системы предупреждения обнаружить все астероиды, способные угрожать нам на земле?

Удары астероидов повлияли на все крупные тела в Солнечной системе. Они формируют их внешний вид, изменяют химическое изобилие и — в случае нашей планеты, по крайней мере, — способствовали зарождению жизни.

Но эти же события могут нарушить экосистемы, уничтожив жизнь, как это произошло 66 миллионов лет назад, когда 10-километровый космический камень способствовал вымиранию динозавров (за исключением птиц).

Астероиды — это материал, оставшийся после формирования нашей Солнечной системы, который не был включен в состав планет и лун. Они бывают разных форм и размеров. Их траектории определяются гравитацией и в определенной степени могут быть предсказаны.

Особый интерес представляют объекты, находящиеся вблизи орбиты Земли — так называемые околоземные объекты (ОСЗ). По состоянию на сентябрь 2024 года нам известно примерно о 36 000 таких объектов, размер которых варьируется от нескольких метров до нескольких километров.

Однако статистические модели предсказывают существование около 1 миллиарда таких объектов, а мы знаем лишь о немногих из них.

Мы следим за этими астероидами с 1980-х годов, а с 1990-х годов проводим более детальные наблюдения за ними. В ходе таких обзоров телескопы ведут наблюдения за всем небом каждую ночь, а затем сравнивают изображения одной и той же области в разные даты.

Астрономов интересует, перемещалось ли что-то в одной и той же области неба по отношению к звездам с одной ночи на другую. Любое перемещение может быть астероидом.

Наблюдение за его положением в течение длительного периода времени позволяет членам команды определить его точный путь. Это, в свою очередь, позволяет им предсказать, где он будет находиться в будущем, хотя сбор и анализ таких данных — трудоемкий процесс, требующий терпения.

Он усложняется еще и тем, что мелких объектов гораздо больше, чем крупных. Некоторые из этих небольших объектов, тем не менее, достаточно велики, чтобы нанести ущерб Земле, поэтому мы все равно должны следить за ними. Кроме того, они достаточно тусклые, поэтому их сложнее увидеть в телескопы.

Предсказать траекторию движения небольших объектов на длительную перспективу бывает непросто. Это связано с тем, что они гравитационно взаимодействуют со всеми остальными объектами Солнечной системы. Даже небольшое гравитационное притяжение небольшого объекта может со временем изменить его будущую орбиту непредсказуемым образом.

Финансирование имеет решающее значение для обнаружения опасных астероидов и прогнозирования их траекторий. В 2023 году Nasa выделило 90 миллионов долларов США (69 миллионов фунтов стерлингов) на охоту за околоземными объектами (NEO). В настоящее время разрабатывается несколько миссий по обнаружению опасных объектов из космоса, например, проект Sutter Ultra и миссия инфракрасного телескопа Nasa NEOsurveyor.

Существуют даже космические миссии по изучению реалистичных сценариев изменения траекторий движения астероидов, как, например, миссия Dart. Dart врезался в луну астероида, чтобы ученые могли измерить изменения в его траектории.

Это показало, что в принципе возможно изменить курс астероида, врезавшись в него космическим аппаратом. Но мы все еще далеки от конкретного решения, которое можно было бы использовать в случае появления крупного астероида, реально угрожающего Земле.

Программы обнаружения ежедневно создают огромное количество данных изображений, которые астрономам сложно быстро обрабатывать. Однако здесь может помочь искусственный интеллект: усовершенствованные алгоритмы могут в значительной степени автоматизировать этот процесс. Проекты «Гражданская наука» также могут открыть задачу сортировки данных для общественности.

Наши нынешние усилия приносят свои плоды, о чем свидетельствует обнаружение относительно небольшого астероида RW1. Он был обнаружен лишь за короткое время до столкновения с Землей, но это дает нам надежду, что мы на правильном пути.

Астероиды диаметром менее 25 метров обычно сгорают, не успев причинить никакого вреда. Но объекты диаметром 25-1000 метров достаточно велики, чтобы пробиться через нашу атмосферу и нанести локальный ущерб.

Масштабы этого ущерба зависят от свойств объекта и района, в который он врежется. Но астероид размером 140 метров может вызвать масштабные разрушения, если он врежется в город.

К счастью, столкновения с астероидами такого размера происходят реже, чем с более мелкими объектами. Объект диаметром 140 метров должен врезаться в Землю каждые 2 000 лет.

По состоянию на 2023 год, согласно статистическим моделям, нам известно о 38 % всех существующих околоземных объектов размером 140 метров и более. С помощью нового американского 8,5-метрового телескопа Vera Rubin мы надеемся увеличить эту долю примерно до 60 % к 2025 году. Инфракрасный телескоп Nasa NEOsurveyor к 2027 году сможет идентифицировать 76 % астероидов размером 140 метров и более.

Астероиды размером более 1 километра способны нанести ущерб в глобальном масштабе, подобно тому, который помог уничтожить динозавров. Такие астероиды встречаются гораздо реже, но их легче обнаружить. С 2011 года мы обнаружили 98 % таких объектов.

Менее утешительным является тот факт, что в настоящее время у нас нет реалистичных предложений по изменению траектории движения астероидов — хотя такие миссии, как Dart, уже являются началом. Возможно, со временем нам удастся составить практически полный список всех возможных астероидов, способных вызвать глобальное воздействие на Землю.

Гораздо менее вероятно, что нам удастся обнаружить все объекты, которые могут нанести локальный ущерб Земле — например, разрушить город. Мы можем лишь продолжать наблюдать за тем, что происходит вокруг, создавая систему предупреждения, которая позволит нам подготовиться и отреагировать».

Дэниел Браун, преподаватель астрономии, Университет Ноттингем Трент.