Czy mamy już zacząć się bać? Obserwatorium Very Rubin wykryje ponad 100 asteroid dziennie

Już w styczniu 2025 r. czeka nas pierwsze światło w Obserwatorium Very Rubin w Chile na szczycie Cerro Pachón. Jego strategia obserwacji polegać będzie na wykonywaniu co kilka dni przeglądu fotograficznego całego dostępnego dla teleskopu nieba (a części nawet z większa częstotliwością). Związany z tym przeglądem projekt LSST ma potrwać 10 lat, co pozwoli zgromadzić około 200 petabajtów nieskompresowanych danych. Zdolność do zgromadzenia tak pokaźnej bazy obserwacji będzie zasługą ogromnej kamery, której rozdzielczość to aż 3,2 Gpix (czyli tyle co łączna rozdzielczość wszystkich sensorów w 17 smartfonach Google Pixel 9 Pro). W porównaniu z przeciętnym zdjęciem ze smartfonu, które zwykle zapisywane jest w 12 Mpix, pojedyncze zdjęcie nieba z Obserwatorium Very Rubin będzie miało 267 razy więcej pikseli.

Płaszczyzna fokalna, w której umieszczona jest mozaika sensorów ma 63 cm średnicy. (fot: Todd Mason, Mason Productions Inc./Rubin Observatory/ NSF/ AURA)

W tych danych znajdą się informacje, które pomocne będą w badaniu natury ciemnej energii i ciemnej materii - patronka obserwatorium, Vera Rubin była pionierką badań związanych z tą ulotną cześcią wszechświata, to jej obserwacje rotacji galaktyk pokazały, że ich na ich masę składa się coś więcej niż tylko materia, która świeci lub odbija światło. Teleskop Very Rubin będzie też zajmował się poszukiwaniem obiektów sporadycznie pojawiających się w obserwacjach, czyli tak zwanych transientów. Przyczyni się do inwentaryzacji Układu Słonecznego, a w tym detekcji asteroid. A wśród nich bliskich Ziemi obiektów, czyli NEO (Near Earth Object).

Dlaczego obserwacje NEO są ważne?

Z perspektywy bezpieczeństwa planetarnego, jak określa się zagadnienie ochrony Ziemi przed nadlatującymi w jej kierunku obiektami, NEO stanowią najważniejszą kategorię po obiektach jednopojawieniowych (je najtrudniej wyśledzić, co minimalizuje czas jakim Ziemia dysponowałaby w przypadku konieczności podjęcia działań zaradczych, jak zmiana toru obiektu czy jego zniszczenie). Nie wszystkie NEO (asteroidy, komety) są niebezpieczne, wiele z nich porusza się jedynie po orbitach bliskich Ziemi (według definicji w odległości mniejszej niż 1,3 jednostki astronomicznej do Słońca).

Są jednak w tej grupie także obiekty potencjalnie niebezpieczne, czyli PHO (Potentially Hazardous Objects), których podkategorię stanowią PHA, czyli potencjalnie niebezpieczne asteroidy. Definicja tych ostatnich zakłada rozmiar co najmniej 140 m i orbitę na tyle bliską Ziemi, by drobne zakłócenia grawitacyjne mogły takie ciało niebieskie wprowadzić na kurs kolizyjny z nasza planetą.

Obserwatorium Very Rubin (budynek po lewej) pod koniec sierpnia 2024 r. i dowód na to, że nawet na pustyni w Chile pada śnieg. (fot: NOIRLab/NSF/AURA)

Monitorowanie ich ruchu jest zadaniem odpowiednich oddziałów agencji kosmicznych NASA, ESA. Obserwatorium Very Rubin pomoże w skutecznej realizacji tych zadań, dzięki efektywnej detekcji obiektów z grupy NEO.

Astronomowie policzyli jak skuteczne będzie Obserwatorium Very Rubin

Rok temu ujawniono informacje o algorytmie analizy danych, dzięki któremu możliwe będzie wykrycie kandydata na ciało niebieskie, dzięki tylko dwóm obserwacjom w ciągu nocy. Teraz astronomowie zasymulowali ziemskie niebo, w tym miliard obserwacji i 3600 dni pracy teleskopu. A potem policzyli ile teoretycznie nowych obiektów w Układzie Słonecznym zdoła wykryć obserwatorium Very Rubin każdej nocy. Uzyskali zaskakująca liczbę 129 nowych detekcji. To osiem razy więcej niż notujemy obecnie.

Obecna liczba detekcji kandydatów na NEO w ciągu roku, przez działające projekty przeglądu nieba. Jest to oczywiście próbka, która wymaga dalszego oczyszczenia. Uruchomienie Obserwatorium Very Rubin zwiększy tę liczbę do 48 tysięcy. 

Taka próbka 130 detekcji nowych obiektów na niebie nie jest jednak czysta, bo nie wszystkie wykryte obiekty trafią do woreczka z opisem NEO. I to największy problem przed jakim stoją astronomowie i ich komputery wraz z oprogramowaniem, którym przyjdzie analizować wspomniane detekcje. Część z nich okaże się dotychczas nie wykrytymi asteroidami z pasa głównego pomiędzy Marsem i Jowiszem, a części nie da się ponownie zaobserwować co oznacza, że są poza zdolnościami detekcji teleskopu i jego kamery lub to inny typ obiektów.

Gdy detekcje NEO zostaną zweryfikowane, trzeba będzie później ocenić, czy są to PHO. To wszystko wymaga dodatkowych obserwacji i analiz danych, którymi zajmą się także inne obserwatoria. Artykuł Toma Wagga z Instytutu DiRAC na Uniwersytecie Stanu Waszyngton w Seattle i współpracowników, który opisuje potencjalną skuteczność detekcji NEO przez obserwatorium Very Rubin, nie ma na celu zastraszenia nas perspektywą większej liczby zagrożeń dla Ziemi niż dotychczas. Pokazuje, w teorii oczywiście, jak zwiększy się nasza pewność ile ciał niebieskich typu PHO pozostaje wciąż poza zasięgiem obserwacji. Jest to też praca, która wskazuje jak należy udoskonalić w przyszłości oprogramowanie, by nie szukać igły w stogu siana.

Bać się nie należy, choć świadomość zawsze się przyda

Odpowiedź na pytanie, czy należy się bać, nawet bez wspomnianych obliczeń byłaby przecząca. Bo strach nie jest dobrym doradcą nawet jeśli staniemy w obliczu zagrożenia. Oczyszczona próbka obiektów, które trafią do NEOCP, czyli oddziału NASA zajmującego się weryfikacją obiektów NEO, będzie mniej liczna. Nie 129, a tylko około 64 nowe obiekty trafią według symulacji na listę do weryfikacji. Z czasem jednak ta liczba, jak podkreślają astronomowie, może wzrosnąć. Natomiast już tylko około 5 obiektów zaklasyfikowane zostanie jako pewne NEO.

To, czy któreś z wykrytych ciał niebieskich stanie się kiedyś zagrożeniem na Ziemi, to już inny temat. Wystarczy bowiem jedna asteroida na kursie kolizyjnym, byśmy mieli problem. Na dodatek może nim okazać się obiekt, który pochodzi z kompletnie innej grupy niż ta obserwowana w przyszłości przez obserwatorium Very Rubin.

Źródło: phys.org, inf. własna, Vera Rubin Observatory, fot. wejsciowe: RubinObs/NOIRLab/NSF/AURA/J. Pinto