Gerai žinoma astronominė konvencija, kad Žemėje yra tik vienas natūralus palydovas, kuris (šiek tiek nekreatiškai) žinomas kaip „Mėnulis“. Tačiau astronomai šiek tiek daugiau nei dešimtmetį žinojo, kad Žemėje taip pat gyvena vadinamieji „trumpalaikiai mėnuliai“. Tai yra netoli Žemės esančių objektų (NEO), kurie laikinai yra sunaikinti Žemės gravitacijos, pogrupis ir mano, kad orbitos skrieja aplink mūsų planetą.
Remiantis nauju suomių ir amerikiečių astronomų komandos tyrimu, šiuos laikinai užfiksuotus orbitus (TCO) buvo galima ištirti Čilėje esančiu dideliu sinoptiniu tyrimo teleskopu (LSST), kuris turėtų pradėti veikti iki 2020 m. Ištyrus šiuos objektus Su naujos kartos teleskopu tyrimo autoriai tvirtina, kad mes turime išmokti daug apie NEO ir net pradėti misijas jiems.
Tyrimas, kuris neseniai pasirodė žurnale Icarus, vadovavo Grigori Fedorets - Helsinkio universiteto fizikos katedros doktorantas. Prie jo prisijungė fizikai iš Luleå technologijos universiteto, Vašingtono universiteto Intensyvių duomenų astrofizikos ir kosmologijos tyrimų (DIRAC) instituto ir Havajų universiteto.
TCO koncepcija pirmą kartą buvo paskelbta 2006 m., Atradus ir apibūdinus RH120 - objektą, kurio skersmuo yra nuo 2 iki 3 metrų (6,5–10 pėdų) ir kuris paprastai skrieja aplink Saulę. Maždaug kas dvidešimt metų jis artinasi prie Žemės-Mėnulio sistemos ir yra laikinai užfiksuotas Žemės gravitacijos.
Vėlesni NEO stebėjimai, tokie kaip asteroidas 1991 VG ir meteoras EN130114, dar labiau padidino šią teoriją ir leido astronomams nustatyti suvaržymus TCO populiacijai. Tai leido daryti išvadą, kad laikinai užfiksuoti palydovai būna dviejose populiacijose. Viena vertus, yra TCO, kurie, būdami nelaisvėje, prilygsta bent vienai revoliucijai aplink Žemę.
Antra, yra laikinai užfiksuotų „flybys“ (TCF), kurie gaudydami prilygsta mažiau nei vienai revoliucijai. Pasak Fedoretso ir jo kolegų, šie objektai yra patrauklus tyrimų objektas ir susipažinimas su erdvėlaiviais - „CubeSat“ dydžio misijų arba didesnių erdvėlaivių, galinčių vykdyti pavyzdžių grąžinimo misijas, pavidalu.
Pradedantiesiems, šių objektų tyrimas leistų astronomams apriboti NEO, kurių dydis svyruoja nuo vieno dešimtosios metro dalies iki 10 metrų skersmens, dydį ir dažnį, kurie nėra gerai suprantami. Paprastai šie objektai yra per maži ir per silpni, kad daugumą teleskopų ir technikos būtų galima efektyviai stebėti.
LSST yra šios specialiosios klasės NEO stebėjimas ir mokymasis. Tikimasi, kad dėl didelės skiriamosios gebos ir jautrumo LSST taps viena iš pagrindinių NEO ir potencialiai pavojingų objektų, kuriuos kitaip labai sunku aptikti, atradimo priemonių. Kaip Fedorets pasakojo „Space Magazine“ el. Paštu:
„Jei nesinaudosite LSST, didžioji dauguma laikinųjų mėnulių bus per silpni, kad juos atrastų. Tačiau tai bus vienintelis tyrimas, galintis reguliariai aptikti bet kokius praeinančius mėnulius. LSST ypatybės, ypač tinkamos TCO aptikti, yra: didelis matymo laukas; ribinis dydis V = 24,7, leidžiantis aptikti silpnus daiktus; darbo režimas su stebėjimais atgal ir greitas to paties lauko stebėjimas iš pradžių tą pačią naktį, padedant atpažinti greitai judančius objektus.
Kai jis bus parengtas ir veikia, LSST teleskopas atliks 10 metų apklausą, kurioje bus nagrinėjami kai kurie aktualiausi klausimai apie Visatos struktūrą ir raidą. Tai apima tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos slėpinius bei Pieno kelio formavimąsi ir struktūrą. Taip pat bus skirtas stebėjimo laikas Saulės sistemai, tikintis sužinoti daugiau apie nedidelius planetos gyventojus ir NEO.
Siekdama nustatyti, kiek TCO aptinka LSST, komanda atliko modeliavimą. Jų darbas grindžiamas ankstesniu 2014 m. Atliktu tyrimu, kurį atliko daktaras Bryce'as Bolinas iš „Caltech“ ir jo kolegos, kur jie įvertino dabartinę ir naujos kartos astronomines galimybes. Būtent šis tyrimas parodė, kaip LSST būtų ypač efektyvus nustatant praeinančius mėnulius.
Savo tyrimui „Fedorets“ persvarstė Bolino darbą ir atliko savo analizę. Kaip jis tai apibūdino:
„[LS] sintetinė laikinų mėnulių populiacija buvo ištirta per LSST nukreiptą modeliavimą. Pradinė analizė parodė, kad LSST judančių objektų apdorojimo sistema per ketverius metus galėjo atpažinti tik tris objektus (trijų aptikimų per 15 dienų trukmė). Tai atrodė nedaug, todėl atlikome papildomą analizę. Mes atrinkome visus stebėjimus bent su dviem stebėjimais ir atlikome orbitos nustatymą bei orbitos susiejimą su metodais, alternatyviais MOPS. Šis specialus gydymas padidino stebimų trumpalaikių mėnulio kandidatų skaičių tam tikra tvarka. “
Galų gale Fedoretsas ir jo komanda padarė išvadą, kad naudojant LSST ir modernią automatinę asteroidų identifikavimo programinę įrangą - dar žinomą. judančių objektų apdorojimo sistema (MOPS) - TCO gali būti aptinkama kartą per metus. Ši norma galėtų būti padidinta iki vieno TCO kas du mėnesius, jei būtų sukurtos papildomos programinės įrangos priemonės, skirtos TCO nustatyti, kurios galėtų papildyti pradinį MOPS.
Galiausiai TCO tyrimas bus naudingas astronomams dėl daugelio priežasčių. Pirma, egzistuoja atotrūkis tarp didesnių asteroidų ir mažesnių bolidų - mažų meteorų, kurie reguliariai dega Žemės atmosferoje. Tarpai, kurių skersmuo paprastai būna nuo 1 iki 40 metrų (~ 3–130 pėdų), šiuo metu nėra gerai suvaržomi.
„Praeinantys mėnuliai yra tinkama populiacija, kad būtų galima apriboti tą dydžių diapazoną, nes tokiu dydžių diapazonu jie turėtų būti reguliariai rodomi ir aptinkami naudojant LSST“, - sako Fedorets. „Be to, TCO yra svarbiausias [in situ] misijų tikslas. Jie buvo „nemokamai“ pristatyti į Žemės apylinkes. Todėl norint juos pasiekti, reikia palyginti nedidelio kuro kiekio. Potencialios misijos gali būti suplanuotos kaip „in situ flyby“ misijos (pvz., „CubeSat“ klasės) arba kaip pirmieji žingsniai naudojant asteroidų išteklius. “
Kitas šių objektų tyrimo pranašumas yra tai, kaip jie padės astronomams geriau suprasti potencialiai pavojingus objektus (PHO). Šis terminas naudojamas apibūdinti asteroidus, kurie periodiškai kerta Žemės orbitą ir kelia susidūrimo pavojų. Nors jie turi panašias stebėjimo savybes kaip TCO, jie gali būti pastebimi remiantis vien jų orbitomis.
Žinoma, Fedoretsas pabrėžė, kad nors TCO mėnesiai praleidžia geocentrinėse orbitose, galima misija ištirti vieną iš jų turės būti greitojo reagavimo pobūdžio. Laimei, ESA plėtoja tokią misiją kaip „Kometos pertraukiklis“, kuri bus paleista į stabilią žiemojimo orbitą ir aktyvuota, kai kometa ar asteroidas pateks į Žemės orbitą.
Geresnis laikinų Žemės palydovų, potencialiai pavojingų objektų ir netoli Žemės esančių asteroidų supratimas yra tik vienas iš daugelio pranašumų, kuriuos tikimasi gauti iš naujos kartos teleskopų, tokių kaip LSST. Šie instrumentai ne tik leis mums pamatyti toliau ir aiškiau (taip praplečiant žinias apie mūsų Saulės sistemą ir kosmosą), jie taip pat galėtų padėti mums užtikrinti ilgalaikį mūsų, kaip rūšies, išgyvenimą.
