Hàng ngàn và hàng triệu tiểu hành tinh bao quanh tảng đá thứ ba từ Mặt trời - Trái đất nguy hiểm đến mức nào? Vì một tác động của tiểu hành tinh thể hiện nguy cơ thực sự đối với tính mạng và tài sản, đây là một câu hỏi đã được cầu xin câu trả lời trong nhiều thập kỷ. Nhưng bây giờ, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA đã nhận được dữ liệu từ nhiều loại tài sản của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ và vẽ ra một bộ dữ liệu đáng kinh ngạc kéo dài 20 năm.
Việc tổng hợp dữ liệu mới nhất này nhấn mạnh mức độ thường xuyên của một số quả cầu lửa lớn hơn này, trong đó lớn nhất là sự kiện Chelyabinsk vào ngày 15 tháng 2 năm 2013 đã làm hàng ngàn người ở Nga bị thương. Dữ liệu mới sẽ cải thiện sự hiểu biết của chúng tôi về tần suất và sự hiện diện của các tiểu hành tinh nhỏ và lớn gây nguy hiểm cho các khu vực đông dân cư ở bất cứ nơi nào trên Trái đất.
Dữ liệu từ các bộ cảm biến của chính phủ, - - có nghĩa là các vệ tinh cảnh báo sớm để theo dõi các vụ phóng tên lửa (từ kẻ thù tiềm năng) cũng như giám sát mặt đất siêu âm - cho thấy sự phân phối các sự kiện bolide (quả cầu lửa). Dữ liệu đầu tiên cho thấy các sự kiện được phân phối thống nhất trên toàn thế giới như thế nào. Dữ liệu này hiện được phát hành cho công chúng và các nhà nghiên cứu để phân tích chi tiết hơn.
Dữ liệu mới nhất do chính phủ Hoa Kỳ công bố cho thấy cả mức độ thường xuyên của bolide và mức độ hiệu quả của bầu khí quyển Earth Earth bảo vệ bề mặt. Một tập hợp con của dữ liệu này đã được Tiến sĩ Peter Brown từ Đại học Western Ontario, Canada và nhóm của ông phân tích và báo cáo vào năm 2013 nhưng chỉ bao gồm 58 sự kiện. Bộ dữ liệu mới này chứa 556 sự kiện.
Dữ liệu mới được công bố cũng cho thấy bầu khí quyển Trái đất là một rào cản vượt trội ngăn chặn sự xâm nhập và tác động của các tiểu hành tinh nhỏ trên bề mặt Trái đất. Thậm chí 20 mét (65 ft) Chelyabinsk thiên thạch phát nổ giữa không trung, tan biến sức mạnh của một hạt nhân nổ 29,7 km (18,4 dặm, 97.400 feet) trên bề mặt. Mặt khác, tiểu hành tinh này có thể đã xóa sổ phần lớn thành phố hiện đại; Chelyabinsk cũng được cứu nhờ may mắn tuyệt đối - tiểu hành tinh được đưa vào một góc nông dẫn đến sự sụp đổ của nó; dốc hơn, và nó sẽ phát nổ gần bề mặt hơn. Trong khi nhiều người nổ tung trong bầu khí quyển phía trên, một cánh đồng rải rác rộng lớn thường xảy ra. Trong thời gian lịch sử, các thị trấn và làng mạc đã báo cáo bị ném đá bởi những viên đá như vậy từ trên trời.
NASA và JPL nhấn mạnh rằng đầu tư phát hiện sớm các tiểu hành tinh đã tăng gấp 10 lần trong 5 năm qua. Các nhà nghiên cứu như Tiến sĩ Jenniskens tại Viện SETI đã phát triển một mạng lưới các camera trên bầu trời xác định quỹ đạo của hơn 175.000 thiên thạch bị đốt cháy trong bầu khí quyển. Và Quỹ B612 đã là người ủng hộ mạnh mẽ nhất trong việc khám phá tất cả các tiểu hành tinh nguy hiểm. B612, do cựu phi hành gia Ed Lu và Rusty Schweikert dẫn đầu đã thiết kế một kính viễn vọng không gian có tên Sentinel để tìm các tiểu hành tinh nguy hiểm và giúp bảo vệ Trái đất trong nhiều thế kỷ trong tương lai.
Tốc độ là tất cả. Trong khi Chelyabinsk chỉ bằng 1/10 khối lượng siêu tàu sân bay lớp Nimitz, nó đã đi nhanh hơn 1000 lần. Động năng của nó tính theo tốc độ của nó gấp 20 đến 30 lần so với vũ khí hạt nhân được sử dụng để kết thúc cuộc chiến chống Nhật Bản - khoảng 320 đến 480 kiloton TNT. Tóm lại, các tiểu hành tinh được coi là bất kỳ khối đá vũ trụ nào lớn hơn 1 mét và những tiểu hành tinh này được gọi là thiên thạch.
Hai khảo sát trước đó có thể được so sánh với dữ liệu mới này. Một của Eugene Shoemaker vào những năm 1960 và một bởi Tiến sĩ Brown. Công việc ban đầu của Shoemaker sử dụng số lượng miệng núi lửa và công trình gần đây của nhóm Tiến sĩ Brown, sử dụng các cảm biến của Bộ Quốc phòng, xác định các ước tính về tần suất của các tác động của tiểu hành tinh (bolide) so với kích thước của các vật thể nhỏ. Hai cuộc khảo sát này khác nhau theo hệ số mười, nghĩa là, trong đó Shoemaker, hiển thị tần số theo thứ tự 10 hoặc 100 năm, Brown, theo thứ tự 100 và 1000 năm. Dữ liệu gần đây nhất, đã điều chỉnh Brown Công việc trước đây hiện đang tăng tần suất các sự kiện nguy hiểm lên công việc của Shoemaker.
Công trình của Tiến sĩ Brown và các nhà điều tra đã dẫn đến biểu đồ sau cho thấy tần suất va chạm với Trái đất của các tiểu hành tinh có kích cỡ khác nhau. Cốt truyện này từ một lá thư gửi tự nhiên của P. Brown et al. đã sử dụng 58 bolide từ dữ liệu tích lũy từ năm 1994 đến 2014 từ các cảm biến của chính phủ. Brown và những người khác sẽ cải thiện phân tích của họ với bộ dữ liệu chi tiết hơn này. Cốt truyện cho thấy rằng một sự kiện loại Chelyabinsk có thể được dự kiến khoảng 30 năm một lần mặc dù độ không chắc chắn là cao. Các dữ liệu mới có thể làm giảm sự không chắc chắn này. Các sự kiện Tungunka có thể phá hủy một khu vực đô thị, quy mô của Washington DC xảy ra ít thường xuyên hơn - khoảng một lần một thế kỷ.
Tiểu hành tinh có đủ kích cỡ. Các tiểu hành tinh nhỏ hơn phổ biến hơn nhiều, những tiểu hành tinh nhỏ hơn thì ít hơn. Một bản phân phối phổ biến được thấy trong tự nhiên được thể hiện bằng một đường cong hình chuông hoặc phân phối bình thường. May mắn thay, số lượng tiểu hành tinh lớn hơn trong số hàng trăm người trong khi các thành phố nhỏ của thành phố nhộn nhịp đã tính đến hàng trăm ngàn, nếu không nói là hàng triệu. Và may mắn thay, Trái đất tỷ lệ nhỏ với thể tích không gian, thậm chí chỉ là không gian bị chiếm bởi Hệ Mặt trời của chúng ta. Ngoài ra, 69% bề mặt Trái đất được bao phủ bởi Đại dương. Con người chỉ rúc vào khoảng 10% diện tích bề mặt Trái đất. Điều này làm giảm khả năng xảy ra bất kỳ tác động của tiểu hành tinh nào ảnh hưởng đến khu vực đông dân cư.
Hoàn toàn rủi ro từ các tiểu hành tinh là rất thực tế khi sự kiện Chelyabinsk được nhấn mạnh. Kể từ thời điểm Tugunka bị ảnh hưởng ở Siberia vào năm 1908, dân số loài người đã tăng gấp bốn lần. Số lượng thành phố hơn 1 triệu người đã tăng từ 12 lên 400. Việc nhận ra số lượng và tần suất các tác động của tiểu hành tinh này xảy ra cộng với sự tăng trưởng của dân số loài người trong một trăm năm qua làm tăng sự cấp bách đối với kính viễn vọng khám phá tiểu hành tinh gần Trái đất như Sentinel của B612 có thể tìm thấy tất cả các vật thể nguy hiểm trong vòng chưa đầy 10 năm trong khi các quan sát trên mặt đất sẽ mất 100 năm hoặc hơn.
Tài liệu tham khảo:
Bản đồ mới cho thấy tần suất tác động của tiểu hành tinh nhỏ, cung cấp manh mối về dân số tiểu hành tinh lớn hơn
Chú thích đầy đủ của cốt truyện được bao gồm từ THƯỞNG ĐẾN THIÊN NHIÊN, Vụ nổ khí ở Chelyabinsk: Ý nghĩa đối với Nguy cơ Tác động, P.G. Brown, et al.
Dòng tích lũy ước tính của các tác nhân tại Trái đất. Thông lượng va chạm bolide tại Trái đất (Thông lượng Bolide 1994-2013 - vòng tròn đen) dựa trên ~ 20 năm quan sát toàn cầu từ các cảm biến của Chính phủ Hoa Kỳ và dữ liệu sóng siêu âm. Độ bao phủ toàn cầu trung bình 80% trong tổng số 58 bolide được quan sát với E> 1 kt và bao gồm cả bolide Chelyabinsk Chelyabinsk (vòng tròn đen bên phải). Điều chỉnh phạm vi bảo hiểm này là gần đúng và đường cong thông lượng bolide có thể là giới hạn thấp hơn. Đường màu nâu đại diện cho một powerlaw trước đó phù hợp với bộ dữ liệu nhỏ hơn cho các bolide có đường kính từ 1 - 8 m15. Thanh lỗi chỉ đại diện cho số liệu thống kê. Để so sánh, chúng tôi vẽ các ước tính sai lệch về tần số tác động của tiểu hành tinh gần Trái đất dựa trên tất cả dữ liệu tìm kiếm thiên văn khảo sát tiểu hành tinh đến giữa năm 2012 (hình vuông màu xanh lá cây) 8 và các bộ dữ liệu kính thiên văn được phân tích độc lập trước đó bao gồm các khám phá NEAT (hình vuông màu hồng) và cuối cùng từ khảo sát Spacewatch (hình vuông màu xanh), trong đó đường kính được xác định giả sử một suất phản chiếu là 0,1. Năng lượng cho dữ liệu kính thiên văn được tính toán với giả định mật độ khối trung bình là 3000 kgm-3 và vận tốc va đập trung bình là 20,3 km-1. Tần số tác động nội tại của các dữ liệu kính thiên văn này đã được tìm thấy bằng cách sử dụng xác suất tác động trung bình cho các NEA là 2 × 10-9 mỗi năm cho toàn bộ dân số. Số lượng miệng hố mặt trăng được chuyển đổi thành thông lượng va chạm tương đương và giả sử một suất phản chiếu hình học là 0,25 (đường liền màu xám) được hiển thị để so sánh9, mặc dù chúng tôi lưu ý rằng sự ô nhiễm của các miệng hố thứ cấp và các ước tính hiện đại về dân số NEA cho thấy các albedos thấp hơn sẽ có xu hướng thay đổi đường cong này bên phải và xuống Cuối cùng, chúng tôi cho thấy dòng chảy ước tính từ các phép đo sóng không khí toàn cầu được thực hiện từ 1960-1974 đã phát hiện ra các va chạm bolide (5-20m) lớn hơn (tam giác đỏ hướng lên) bằng phương pháp cải tiến để ước tính năng lượng so với các diễn giải trước đó của cùng dữ liệu này.
