Ngoài hệ thống Trái đất-Mặt trăng, hàng ngàn tiểu hành tinh được gọi là Vật thể gần Trái đất (NEO) được biết là tồn tại. Những tảng đá này định kỳ vượt qua quỹ đạo Trái đất và tạo ra sự bay bổng của Trái đất. Trải qua hàng triệu năm, một số thậm chí va chạm với Trái đất, gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt. Ít ai ngờ rằng tại sao Trung tâm nghiên cứu vật thể gần trái đất của NASA (CNEOS) lại chuyên dùng để theo dõi các vật thể lớn hơn thỉnh thoảng đến gần hành tinh của chúng ta.
Một trong những vật thể này là 2012 TC4, một NEO nhỏ và hình thuôn, lần đầu tiên được phát hiện vào năm 2012 trong một lần bay gần Trái đất. Trong lần bay gần đây nhất - diễn ra vào thứ Năm ngày 12 tháng 10 năm 2017 - một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế do các nhà khoa học của NASA dẫn đầu đã sử dụng cơ hội để thực hiện cuộc tập trận quốc tế đầu tiên để kiểm tra các phản ứng toàn cầu trước một cuộc tấn công tiểu hành tinh sắp xảy ra.
Cuộc tập trận này được biết đến với tên gọi Chiến dịch quan sát TC4 trên mạng, bắt đầu từ tháng 7 vừa qua và kết thúc bằng tiểu hành tinh. Mọi chuyện bắt đầu khi các nhà thiên văn học tại Đài quan sát Paranal Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO) ở Chile sử dụng Kính thiên văn rất lớn (VLT) để phục hồi 2012 TC4. Khi tiểu hành tinh này tiến gần đến Trái đất vào giữa tháng 10, nó đã đi qua Trái đất ở khoảng cách 43.780 km (27.200 mi).
Mục tiêu của bài tập này rất đơn giản: phục hồi, theo dõi và mô tả một tiểu hành tinh thực sự như thể nó có khả năng va chạm với Trái đất. Ngoài ra, cuộc tập trận là cơ hội để kiểm tra Mạng cảnh báo tiểu hành tinh quốc tế, nơi tiến hành quan sát các tiểu hành tinh có khả năng gây nguy hiểm, cố gắng mô hình hóa hành vi của chúng, đưa ra dự đoán và chia sẻ những phát hiện này với các tổ chức trên khắp thế giới.
Vào ngày 12 tháng 10, TC4 đã bay bằng Trái đất với khoảng 0,11 lần khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng. Trong những tháng trước khi bay, các nhà thiên văn học từ Mỹ, Canada, Columbia, Đức, Israel, Ý, Nhật Bản, Hà Lan, Nga và Nam Phi đã theo dõi TC4 từ mặt đất. Đồng thời, các kính viễn vọng dựa trên không gian đã nghiên cứu quỹ đạo, hình dạng, góc quay và thành phần của tiểu hành tinh.
Detlef Koschny là người đồng quản lý phân khúc Vật thể gần Trái đất trong chương trình Nhận thức tình huống không gian của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA). Như ông đã được trích dẫn trong một thông cáo báo chí gần đây của NASA:
Chiến dịch này là một thử nghiệm tuyệt vời của một trường hợp đe dọa thực sự. Tôi đã học được rằng trong nhiều trường hợp, chúng tôi đã chuẩn bị tốt; giao tiếp và sự cởi mở của cộng đồng là tuyệt vời. Cá nhân tôi đã không chuẩn bị đủ cho phản hồi cao từ công chúng và truyền thông - tôi đã rất ngạc nhiên về điều đó! Nó cho thấy rằng những gì chúng ta đang làm có liên quan.
Dựa trên những quan sát của họ, các nhà khoa học tại CNEOS - được đặt tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực ở Pasadena, California - đã có thể xác định tất cả các đặc điểm cần thiết của TC4. Điều này bao gồm quỹ đạo chính xác của nó, khoảng cách mà Trái đất sẽ đi qua vào ngày 12 tháng 10 và nhận ra nếu có bất kỳ khả năng nào về tác động trong tương lai. Như Davide Farnocchia, một thành viên của CNEOS, người đã lãnh đạo nỗ lực xác định quỹ đạo tiểu hành tinh, giải thích:
Những quan sát chất lượng cao từ kính viễn vọng quang học và radar đã cho phép chúng tôi loại trừ bất kỳ tác động nào trong tương lai giữa Trái đất và 2012 TC4. Những quan sát này cũng giúp chúng ta hiểu được các hiệu ứng tinh tế như áp suất bức xạ mặt trời có thể nhẹ nhàng đẩy quỹ đạo của các tiểu hành tinh nhỏ.
Nhiều đài quan sát cũng dành riêng kính viễn vọng quang học của họ để nghiên cứu tốc độ quay của TC4. Như Eileen Ryan - giám đốc của Đài thiên văn Magdalena Ridge, nơi thực hiện các quan sát về vòng quay của các tiểu hành tinh - đã chỉ ra, Chiến dịch xoay vòng là một nỗ lực quốc tế thực sự. Chúng tôi đã có các nhà thiên văn học từ một số quốc gia làm việc cùng nhau trong một nhóm để nghiên cứu hành vi lộn xộn của TC4.
Những gì họ tìm thấy là tiểu hành tinh nhỏ quay chậm, điều này khá đáng ngạc nhiên. Trong khi các tiểu hành tinh nhỏ thường quay rất nhanh, TC4 có thời gian quay chỉ 12 phút và dường như cũng bị xẹp. Các quan sát khác cho thấy một số điều thú vị về hình dạng của TC4.
Chúng được thực hiện bởi các nhà thiên văn học sử dụng ăng-ten Mạng không gian sâu của NASA NASA Goldstone ở California và Kính viễn vọng Ngân hàng Thiên văn Đài Phát thanh Quốc gia ở Tây Virginia. Việc đọc của họ đã giúp tinh chỉnh các ước tính kích thước của tiểu hành tinh, chỉ ra rằng nó được kéo dài và dài khoảng 15 mét (50 ft) và rộng 8 mét (25 feet).
Việc xác định thành phần TC4 đã khó khăn hơn. Do điều kiện thời tiết không thuận lợi trùng với ruồi, các thiết bị như Cơ sở Kính viễn vọng Hồng ngoại của NASA (IRTF) tại Đài thiên văn Mauna Kea ở Hawaii đã không thể nhìn rõ tiểu hành tinh này. Tuy nhiên, quang phổ thu được trên tiểu hành tinh chỉ ra rằng nó có cơ thể đá, có nghĩa là nó là một tiểu hành tinh loại S.
Thông thường, các yếu tố trên mặt đất xác định thành phần tiểu hành tinh dựa trên màu sắc của chúng. Trong khi các tiểu hành tinh tối được biết đến là giàu carbon (loại C), các tiểu hành tinh sáng chủ yếu bao gồm các khoáng chất silicat (loại S). Như Lance Benner, người dẫn đầu các quan sát radar tại JPL, đã giải thích:
Radar Radar có khả năng xác định các tiểu hành tinh với bề mặt làm bằng vật liệu đá hoặc kim loại có độ phản chiếu cao. Chúng tôi đã có thể chỉ ra rằng các đặc tính tán xạ của radar phù hợp với bề mặt đá sáng, tương tự như một loại thiên thạch cụ thể phản xạ tới 50% ánh sáng chiếu vào chúng.
Ngoài chiến dịch quan sát, NASA đã sử dụng flyby mới nhất của TC4 như một cơ hội để kiểm tra liên lạc giữa các đài quan sát, cũng như hệ thống nhắn tin và liên lạc nội bộ hiện đang được áp dụng. Mạng lưới này kết nối các cơ quan chính phủ và chi nhánh điều hành khác nhau và sẽ hoạt động trong trường hợp khẩn cấp tác động dự đoán.
Theo Vishnu Reddy, một giáo sư trợ lý từ Phòng thí nghiệm Mặt trăng và Hành tinh của Đại học Arizona, người đứng đầu chiến dịch quan sát, khía cạnh này của cuộc tập trận đã chứng minh rằng chúng ta có thể tổ chức một chiến dịch quan sát lớn trên toàn thế giới theo dòng thời gian ngắn và truyền đạt kết quả hiệu quả. Hôm nay, chúng tôi đã chuẩn bị tốt hơn nhiều để đối phó với mối đe dọa của một tiểu hành tinh nguy hiểm tiềm tàng so với trước chiến dịch TC4.
Cuối cùng, nhưng không kém phần quan trọng, là cách tập trận đã đưa các nhà khoa học và các tổ chức từ khắp nơi trên thế giới đến với nhau cho một mục đích duy nhất. Như Boris Shustov - giám đốc khoa học của Viện Thiên văn học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, cũng là một phần của bài tập - chỉ ra, bài tập là một cách tuyệt vời để kiểm tra cách các tổ chức khoa học trên thế giới sẽ chuẩn bị cho một tiểu hành tinh có thể sự va chạm:
Chiến dịch TC4 năm 2012 là một cơ hội tuyệt vời để các nhà nghiên cứu chứng minh sự sẵn sàng và sẵn sàng tham gia hợp tác quốc tế nghiêm túc để giải quyết mối nguy tiềm ẩn đối với Trái đất do NEO gây ra. Tôi rất vui khi thấy các nhà khoa học từ các quốc gia khác nhau làm việc hiệu quả và nhiệt tình cùng nhau hướng tới một mục tiêu chung và đài thiên văn Nga-Ukraine ở Terskol có thể đóng góp cho nỗ lực này. Trong tương lai tôi tin tưởng rằng các chiến dịch quan sát quốc tế như vậy sẽ trở thành thông lệ.
Trong trường hợp một tiểu hành tinh gần Trái đất thực sự có thể gây ra mối đe dọa Trái đất, thật tốt khi biết rằng tất cả các hệ thống theo dõi, giám sát và cảnh báo chúng ta có đều hoạt động tốt. Nếu chúng ta sẽ tin vào số phận của nền văn minh nhân loại (và có thể là tất cả sự sống trên Trái đất) vào một hệ thống cảnh báo tiên tiến, thì thật có ý nghĩa khi tất cả các lỗi đã được xử lý trước!
Chiến dịch quan sát TC4 được tài trợ bởi Văn phòng điều phối phòng thủ hành tinh NASA NASA, do đó được quản lý bởi Phòng khoa học hành tinh của Ban giám đốc sứ mệnh khoa học tại Trụ sở của NASA ở Washington, D.C.
