Wie gefährlich sind die Tausenden und Millionen von Asteroiden, die den dritten Felsen von der Sonne - Erde - umgeben? Da ein Asteroideneinschlag ein echtes Risiko für Leben und Eigentum darstellt, ist dies eine Frage, die seit Jahrzehnten um Antworten bittet. Jetzt haben Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory der NASA Daten von verschiedenen Vermögenswerten des US-Verteidigungsministeriums erhalten und einen erstaunlichen Datensatz über 20 Jahre aufgezeichnet.
Diese neueste Zusammenstellung von Daten unterstreicht, wie häufig einige dieser größeren Feuerbälle sind, wobei das größte das Ereignis in Tscheljabinsk am 15. Februar 2013 ist, bei dem Tausende in Russland verletzt wurden. Die neuen Daten werden unser Verständnis der Häufigkeit und Anwesenheit kleiner und großer Asteroiden verbessern, die eine Gefahr für besiedelte Gebiete auf der ganzen Erde darstellen.
Die Daten von „Regierungssensoren“ - dh „Frühwarnsatelliten“ zur Überwachung von Raketenstarts (von potenziellen Feinden) sowie von Infraschall-Bodenmonitoren - zeigen die Verteilung von Bolidenereignissen (Feuerballereignissen). Die Daten zeigen zunächst, wie gleichmäßig die Ereignisse auf der ganzen Welt verteilt sind. Diese Daten werden nun der Öffentlichkeit und den Forschern zur detaillierteren Analyse zur Verfügung gestellt.
Die neuesten von der US-Regierung veröffentlichten Daten zeigen sowohl, wie häufig Boliden sind, als auch, wie effektiv die Erdatmosphäre die Oberfläche schützt. Eine Teilmenge dieser Daten wurde 2013 von Dr. Peter Brown von der University of Western Ontario, Kanada, und seinem Team analysiert und gemeldet, umfasste jedoch nur 58 Veranstaltungen. Dieser neue Datensatz enthält 556 Ereignisse.
Die neu veröffentlichten Daten zeigen auch, dass die Erdatmosphäre eine überlegene Barriere darstellt, die das Eindringen und den Aufprall kleiner Asteroiden auf die Erdoberfläche verhindert. Sogar der 20 Meter lange Asteroid aus Tscheljabinsk explodierte in der Luft und zerstreute die Kraft einer nuklearen Explosion 29,7 km über der Oberfläche. Andernfalls hätte dieser Asteroid einen Großteil einer modernen Stadt auslöschen können. Tscheljabinsk wurde auch durch reines Glück gerettet - der Asteroid trat in einem flachen Winkel ein, der zu seinem Tod führte; steiler, und es wäre viel näher an der Oberfläche explodiert. Während viele in der oberen Atmosphäre explodieren, tritt häufig ein breites Feld kleiner Fragmente auf. In historischen Zeiten haben Städte und Dörfer berichtet, von solchen Steinen vom Himmel geschleudert worden zu sein.
Die NASA und JPL betonten, dass sich die Investitionen in die Früherkennung von Asteroiden in den letzten 5 Jahren verzehnfacht haben. Forscher wie Dr. Jenniskens vom SETI-Institut haben ein Netzwerk von All-Sky-Kameras entwickelt, die die Umlaufbahnen von über 175.000 Meteoren bestimmt haben, die in der Atmosphäre verbrannt sind. Und die B612 Foundation war der stärkste Befürworter der Entdeckung aller gefährlichen Asteroiden. B612, angeführt von den ehemaligen Astronauten Ed Lu und Rusty Schweikert, hat ein Weltraumteleskop namens Sentinel entworfen, das gefährliche Asteroiden findet und dazu beiträgt, die Erde für Jahrhunderte in der Zukunft zu schützen.
Geschwindigkeit ist alles. Während Tscheljabinsk nur 1/10 der Masse der Superträger der Nimitz-Klasse hatte, reiste es 1000-mal schneller. Seine kinetische Energie war aufgrund seiner Geschwindigkeit 20- bis 30-mal so hoch wie die der Atomwaffen, mit denen der Krieg gegen Japan beendet wurde - etwa 320 bis 480 Kilotonnen TNT. Kurz gesagt, Asteroiden werden als Weltraumgestein betrachtet, das größer als 1 Meter ist, und kleinere werden als Meteoroiden bezeichnet.
Zwei frühere Umfragen können mit diesen neuen Daten verglichen werden. Einer von Eugene Shoemaker in den 1960er Jahren und einer von Dr. Brown. Die ersten Arbeiten von Shoemaker unter Verwendung von Mondkraterzahlen und die neueren Arbeiten von Dr. Browns Gruppe unter Verwendung von Sensoren des Verteidigungsministeriums ergaben Schätzungen der Häufigkeit von Asteroideneinschlägen (Boliden) im Verhältnis zur Größe der kleinen Körper. Diese beiden Umfragen unterscheiden sich um den Faktor zehn, dh wenn Shoemaker Frequenzen in der Größenordnung von 10 oder 100 Jahren anzeigt, liegt Browns in der Größenordnung von 100 und 1000 Jahren. Die neuesten Daten, die Browns frühere Arbeiten angepasst haben, erhöhen nun die Häufigkeit gefährlicher Ereignisse auf die der Arbeit von Shoemaker.
Die Arbeit von Dr. Brown und Co-Forschern führte zu der folgenden Grafik, die die Häufigkeit von Kollisionen mit der Erde von Asteroiden unterschiedlicher Größe zeigt. Diese Handlung aus einem Brief an die Natur von P. Brown et al. verwendete 58 Boliden aus Daten, die von 1994 bis 2014 von staatlichen Sensoren gesammelt wurden. Brown und andere werden ihre Analyse mit diesem detaillierteren Datensatz verbessern. Die Darstellung zeigt, dass ein Ereignis vom Typ Tscheljabinsk ungefähr alle 30 Jahre erwartet werden kann, obwohl die Unsicherheit hoch ist. Die neuen Daten können diese Unsicherheit verringern. Tungunska-Ereignisse, die eine Metropolregion von der Größe Washingtons zerstören könnten, treten seltener auf - etwa einmal im Jahrhundert.
Asteroiden gibt es in allen Größen. Kleinere Asteroiden sind viel häufiger, größere weniger. Eine in der Natur übliche Verteilung wird durch eine Glockenkurve oder eine „normale“ Verteilung dargestellt. Glücklicherweise zählen die größeren Asteroiden zu Hunderten, während die kleinen „City Busters“ zu Hunderttausenden, wenn nicht Millionen zählen. Und glücklicherweise ist die Erde im Verhältnis zum Raumvolumen klein, selbst nur der Raum, den unser Sonnensystem einnimmt. Zusätzlich sind 69% der Erdoberfläche von Ozeanen bedeckt. Menschen drängen sich nur auf etwa 10% der Erdoberfläche. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Asteroideneinschlags auf ein besiedeltes Gebiet um den Faktor zehn.
Insgesamt ist das Risiko durch Asteroiden sehr real, wie das Ereignis in Tscheljabinsk unterstrichen hat. Seit dem Einschlag von Tugunska in Sibirien im Jahr 1908 hat sich die menschliche Bevölkerung vervierfacht. Die Zahl der Städte mit mehr als 1 Million Einwohnern hat sich von 12 auf 400 erhöht. Die Erkenntnis, wie viele und wie häufig diese Asteroideneinschläge auftreten und wie die menschliche Bevölkerung in den letzten hundert Jahren gewachsen ist, erhöht die Dringlichkeit eines erdnahen Asteroiden-Entdeckungsteleskops wie z als Sentinel von B612, der in weniger als 10 Jahren alle gefährlichen Objekte finden könnte, während bodengestützte Beobachtungen 100 Jahre oder länger dauern werden.
Referenz:
Neue Karte zeigt die Häufigkeit kleiner Asteroideneinschläge und liefert Hinweise auf eine größere Asteroidenpopulation
Vollständige Bildunterschrift der enthaltenen Handlung von LETTERS TO NATURE, The Chelyabinsk Airburst: Implikationen für die Aufprallgefahr, P.G. Brown et al.
Der geschätzte kumulative Fluss von Impaktoren auf der Erde. Der Bolidenimpaktorfluss auf der Erde (Bolidenfluss 1994-2013 - schwarze Kreise) basiert auf ~ 20 Jahren globaler Beobachtungen von Sensoren der US-Regierung und Infraschall-Luftwellendaten. Die globale Abdeckung beträgt durchschnittlich 80% unter insgesamt 58 beobachteten Boliden mit E> 1 kt und umfasst den Tscheljabinsker Tscheljabinsker Boliden (ganz rechts schwarzer Kreis). Diese Bedeckungskorrektur ist ungefähr und die Bolidflusskurve ist wahrscheinlich eine Untergrenze. Die braune Linie stellt eine frühere Powerlaw-Anpassung aus einem kleineren Datensatz für Boliden mit einem Durchmesser zwischen 1 und 8 m dar15. Fehlerbalken repräsentieren nur Zählstatistiken. Zum Vergleich zeichnen wir verzerrte Schätzungen der erdnahen Asteroiden-Aufprallfrequenz auf der Grundlage aller Teleskop-Suchdaten der Asteroiden-Vermessung bis Mitte 2012 8 (grüne Quadrate) 8 und anderer früher unabhängig analysierter Teleskop-Datensätze, einschließlich NEAT-Entdeckungen (rosa Quadrate) und schließlich aus der Spacewatch-Umfrage (blaue Quadrate), bei der Durchmesser unter der Annahme einer Albedo von 0,1 bestimmt werden. Die Energie für Teleskopdaten wird unter der Annahme einer mittleren Schüttdichte von 3000 kgm-3 und einer durchschnittlichen Aufprallgeschwindigkeit von 20,3 km-1 berechnet. Die intrinsische Aufprallfrequenz für diese Teleskopdaten wurde unter Verwendung einer durchschnittlichen Aufprallwahrscheinlichkeit für NEAs von 2 × 10-9 pro Jahr für die gesamte Bevölkerung ermittelt. Zum Vergleich werden die in äquivalenten Impaktorfluss umgerechneten Mondkraterzahlen und die Annahme einer geometrischen Albedo von 0,25 (graue durchgezogene Linie) gezeigt9. Wir stellen jedoch fest, dass die Kontamination durch Sekundärkrater und moderne Schätzungen der NEA-Population, die auf niedrigere Albedos hindeuten, diese Kurve tendenziell verschieben nach rechts und unten. Schließlich zeigen wir den geschätzten Zufluss aus globalen Luftwellenmessungen, die von 1960 bis 1974 durchgeführt wurden und bei denen größere (5 bis 20 m) Bolidimpaktoren (rote Dreiecke nach oben) unter Verwendung einer verbesserten Methode zur Energieschätzung im Vergleich zu früheren Interpretationen derselben Daten nachgewiesen wurden.
