Tā ir plaši pazīstama astronomiskā konvencija, ka Zemei ir tikai viens dabiskais satelīts, kuru (nedaudz nereaģējoši) sauc par “Mēnesi”. Tomēr astronomi jau vairāk nekā desmit gadus ir zinājuši, ka Zeme ir arī tā saukto “īslaicīgo Mēness” populācija. Tā ir Zemes tuvo objektu (NEO) apakškopa, kuru īslaicīgi izzūd Zemes gravitācija un kas uzņem orbītas ap mūsu planētu.
Saskaņā ar jauno pētījumu, ko veica finišu un amerikāņu astronomu grupa, šos īslaicīgi sagūstītos orbiterus (TCO) varētu izpētīt ar Čīles Lielo sinoptisko pētījumu teleskopu (LSST), kas, domājams, sāks darboties līdz 2020. gadam. Pārbaudot šos objektus ar nākamās paaudzes teleskopu pētījuma autori apgalvo, ka mums ir daudz jāiemācās par NEO un pat jāsāk misijas pie viņiem.
Pētījums, kas nesen parādījās žurnālā Ikaruss, vadīja Grigori Fedorets - doktorants no Helsinku Universitātes Fizikas nodaļas. Viņam pievienojās fiziķi no Lulas Tehnoloģiju universitātes, Vašingtonas Universitātes Datu intensīvās izpētes astrofizikas un kosmoloģijas institūta (DIRAC) institūta un Havaju universitātes.
TCO jēdziens pirmo reizi tika postulēts 2006. gadā pēc tam, kad tika atklāts un raksturots RH120 - objekts, kura diametrs ir 2–3 metri (6,5–10 pēdas) un kurš parasti riņķo ap Sauli. Ik pēc apmēram divdesmit gadiem tas pietuvina Zemes un Mēness sistēmu, un to īslaicīgi uztver Zemes gravitācija.
Turpmākie NEO novērojumi - piemēram, asteroīds 1991 VG un meteors EN130114 - pievienoja šai teorijai papildu svaru un ļāva astronomiem ierobežot TCO populācijas. Tas ļāva secināt, ka īslaicīgi sagūstītie satelīti nonāk divās populācijās. No vienas puses, ir TCO, kas sagrābšanas laikā ir ekvivalenti vismaz vienai revolūcijai ap Zemi.
Otrkārt, ir īslaicīgi sagūstīti muļķi (TCF), kuru notveršanas laikā ekvivalents ir mazāks par vienu apgriezienu. Pēc Fedorets un viņa kolēģu domām, šie objekti ir pievilcīgs mērķis pētījumiem un satikšanās ar kosmosa kuģiem - vai nu CubeSat izmēra misiju, vai lielāku kosmosa kuģu veidā, kas varētu veikt paraugu atgriešanas misijas.
Iesācējiem šo objektu izpēte ļautu astronomiem ierobežot NEO lielumu un frekvenci, kuru lielums svārstās no 1/10 metru diametra līdz 10 metriem, kas nav labi saprotami. Parasti šie objekti ir pārāk mazi un vāji, lai vairums teleskopu un paņēmienu tos varētu efektīvi novērot.
LSST sāk darboties šīs speciālās NEO klases uzraudzība un izpēte. Paredzams, ka LSST augstas izšķirtspējas un jutības dēļ kļūs par vienu no galvenajiem objektiem NEO un potenciāli bīstamu objektu atklāšanai, kurus citādi ir ļoti grūti atklāt. Kā Fedorets pa e-pastu teica Space Magazine:
“LSST gadījumā liela daļa pārejošo pavadoņu būs pārāk vāji, lai tos atklātu. Tomēr tas būs vienīgais apsekojums, kurā regulāri var atklāt jebkurus pārejošus pavadoņus ... TST noteikšanai īpaši piemērotas LSST funkcijas ir: liels redzes lauks; ierobežojošais lielums V = 24,7, ļaujot noteikt vājus objektus; darbības režīms ar novērojumiem, kas saistīti ar atpakaļejošu stāvokli, un ātru sekošanu tam pašam laukam sākotnēji tajā pašā naktī, palīdzot identificēt ātri pārvietojošos velkošos objektus. ”
Kad LSST teleskops būs izveidots un darbosies, tas veiks 10 gadu aptauju, kurā tiks apskatīti daži aktuālākie jautājumi par Visuma struktūru un attīstību. Tie ietver tumšās matērijas un tumšās enerģijas noslēpumus un Piena ceļa veidošanos un struktūru. Tas arī veltīs novērošanas laiku Saules sistēmai, cerot uzzināt vairāk par nelielām planētu populācijām un NEO.
Lai noteiktu, cik daudz TCO atklāj LSST, komanda vadīja simulāciju sēriju. Viņu darbs balstās uz iepriekšēju pētījumu, ko 2014. gadā veica Dr Bryce Bolin no Caltech un kolēģi, kur viņi novērtēja pašreizējās un nākamās paaudzes astronomiskās iespējas. Šis pētījums parādīja, kā LSST būtu ārkārtīgi efektīva pārejošu pavadoņu noteikšanā.
Savam pētījumam Fedorets pārskatīja Bolīna darbu un veica savu analīzi. Kā viņš to aprakstīja:
“[LS] pārejošu pavadoņu sintētiskā populācija tika vadīta caur LSST norādošo simulāciju. Sākotnējā analīze parādīja, ka LSST pārvietojošo objektu apstrādes sistēma četros gados varēja atpazīt tikai trīs objektus (trīs atklājumu kadence 15 dienu laikā). Tas šķita [kā] mazs skaitlis, tāpēc mēs veica papildu analīzi. Mēs atlasījām visus novērojumus ar vismaz diviem novērojumiem un veicām orbītas noteikšanu un orbītas sasaisti ar metodēm, kas alternatīvas MOPS. Šī īpašā attieksme palielināja novērojamo pārejošo mēness kandidātu skaitu par lielumu. ”
Noslēgumā Fedorets un viņa komanda secināja, ka, izmantojot LSST un mūsdienīgu automātisko asteroīdu identifikācijas programmatūru - aka. kustīgu objektu apstrādes sistēmu (MOPS) - TCO varētu atklāt reizi gadā. Šo likmi varētu palielināt līdz vienam TCO ik pēc diviem mēnešiem, ja speciāli TCO identificēšanai tiek izstrādāti papildu programmatūras rīki, kas varētu papildināt sākotnējo MOPS.
Galu galā TCO izpēte būs noderīga astronomiem vairāku iemeslu dēļ. Iesācējiem pastāv plaisa starp lielāku asteroīdu un mazāku bolīdu izpēti - maziem meteoriem, kas regulāri deg Zemes atmosfērā. Starp tiem, kas atrodas pa vidu, kuru diametrs parasti ir no 1 līdz 40 metriem (~ 3 līdz 130 pēdām), pašlaik nav pietiekami daudz ierobežojumu.
"Pārejoši pavadoņi ir laba populācija, lai ierobežotu šo lielumu diapazonu, jo šajos lieluma diapazonos tiem vajadzētu regulāri parādīties un atklāt LSST," saka Fedorets. “Turklāt TCO ir izcili mērķi [in situ] misijām. Tie ir piegādāti “par brīvu” uz Zemes apkārtni. Tāpēc, lai tos sasniegtu, ir nepieciešams salīdzinoši neliels daudzums degvielas. Potenciālās misijas varētu tikt veidotas kā lidojuma lidojuma vietas (piemēram, CubeSat klasē) vai kā pirmie soļi asteroīdu resursu izmantošanā. ”
Vēl viens ieguvums no šo objektu izpētes ir tas, kā tie palīdzēs astronomiem labāk izprast potenciāli bīstamos objektus (PHO). Šis termins tiek izmantots, lai aprakstītu asteroīdus, kas periodiski šķērso Zemes orbītu un rada sadursmes risku. Lai arī tiem ir līdzīgas novērošanas pazīmes kā TCO, tos var pamanīt, pamatojoties tikai uz to orbītām.
Protams, Fedorets uzsvēra - lai arī TCO pavada mēnešus ģeocentriskās orbītās, iespējamai misijai izpētīt kādu no tām būs jābūt ātrās reaģēšanas raksturam. Par laimi, EKA izstrādā šādu misiju viņu “Komētas pārtvērēja” formā, kas tiks palaista uz stabilu hibernācijas orbītu un aktivizēta, kad komēta vai asteroīds nonāks Zemes orbītā.
Plašāka izpratne par Zemes pagaidu satelītiem, potenciāli bīstamiem objektiem un Zemes tuvumā esošajiem asteroīdiem ir tikai viens no daudzajiem ieguvumiem, ko sagaida no nākamās paaudzes teleskopiem, piemēram, LSST. Šie instrumenti ne tikai ļaus mums redzēt tālāk un ar lielāku skaidrību (tādējādi paplašinot zināšanas par mūsu Saules sistēmu un kosmosu), tie arī varētu mums palīdzēt nodrošināt mūsu kā sugas ilgtermiņa izdzīvošanu.
