Seberapa berbahaya ribuan dan jutaan asteroid yang mengelilingi batu ketiga dari Matahari - Bumi? Oleh kerana kesan asteroid mewakili risiko sebenar terhadap nyawa dan harta benda, ini adalah persoalan yang telah meminta jawaban selama beberapa dekad. Tetapi sekarang, saintis di Laboratorium Jet Propulsion NASA telah menerima data dari pelbagai aset Jabatan Pertahanan AS dan merancang satu set data yang mengejutkan yang merangkumi 20 tahun.
Pengumpulan data terbaru ini menggarisbawahi seberapa kerap sebilangan bola api yang lebih besar ini, dengan yang terbesar adalah acara Chelyabinsk pada 15 Februari 2013 yang mencederakan ribuan orang di Rusia. Data baru akan meningkatkan pemahaman kita tentang kekerapan dan kehadiran asteroid kecil dan besar yang membahayakan kawasan berpenduduk di mana sahaja di Bumi.
Data dari "sensor pemerintah" - yang bermaksud satelit "peringatan awal" untuk memantau peluncuran peluru berpandu (dari musuh yang berpotensi) serta monitor darat inframerah - menunjukkan penyebaran acara bolide (bola api). Data pertama menunjukkan bagaimana acara yang diedarkan secara seragam di seluruh dunia. Data ini kini dikeluarkan kepada umum dan penyelidik untuk analisis yang lebih terperinci.
Data terbaru yang dikeluarkan oleh pemerintah AS menunjukkan betapa kerapnya bolide dan juga seberapa berkesan atmosfera Bumi melindungi permukaan. Sebahagian data ini telah dianalisis dan dilaporkan oleh Dr. Peter Brown dari University of Western Ontario, Kanada dan pasukannya pada tahun 2013 tetapi hanya merangkumi 58 acara. Set data baru ini merangkumi 556 acara.
Data yang baru dikeluarkan juga menunjukkan bagaimana atmosfer Bumi adalah penghalang unggul yang menghalang penembusan dan kesan asteroid kecil ke permukaan Bumi. Bahkan asteroid Chelyabinsk sepanjang 20 meter meletup di udara, menghilangkan kekuatan letupan nuklear sejauh 29.7 km (18.4 batu, 97.400 kaki) di atas permukaan. Jika tidak, asteroid ini dapat menghilangkan banyak bandar moden; Chelyabinsk juga diselamatkan kerana keberuntungan - asteroid yang masuk pada sudut cetek menyebabkan kematiannya; lebih curam, dan ia akan meletup lebih dekat ke permukaan. Walaupun banyak yang meletup di atmosfer atas, medan serpihan kecil yang berserakan sering terjadi. Pada zaman bersejarah, bandar-bandar dan kampung-kampung telah dilaporkan dilemparkan oleh semburan batu dari langit.
NASA dan JPL menekankan bahawa pelaburan dalam pengesanan awal asteroid meningkat 10 kali ganda dalam 5 tahun kebelakangan. Penyelidik seperti Dr. Jenniskens di SETI Institute telah mengembangkan rangkaian kamera langit yang menentukan orbit lebih dari 175,000 meteor yang terbakar di atmosfera. Dan Yayasan B612 telah menjadi penyokong kuat untuk mengetahui semua asteroid berbahaya. B612, yang diketuai oleh bekas angkasawan Ed Lu dan Rusty Schweikert telah merancang teleskop ruang angkasa yang disebut Sentinel yang akan menemui asteroid berbahaya dan membantu melindungi Bumi selama berabad-abad ke masa depan.
Kelajuan adalah segalanya. Walaupun Chelyabinsk hanya mendapat 1/10 jisim syarikat penerbangan super kelas Nimitz, ia melakukan perjalanan 1000 kali lebih pantas. Tenaga kinetiknya kerana kelajuannya adalah 20 hingga 30 kali yang dikeluarkan oleh senjata nuklear yang digunakan untuk mengakhiri perang melawan Jepun - sekitar 320 hingga 480 kiloton TNT. Secara ringkas, asteroid dianggap sebagai batuan angkasa yang lebih besar dari 1 meter dan yang lebih kecil disebut meteoroid.
Dua tinjauan terdahulu dapat dibandingkan dengan data baru ini. Satu oleh Eugene Shoemaker pada tahun 1960-an dan satu lagi oleh Dr. Brown. Karya awal oleh Shoemaker menggunakan kiraan bulan kawah dan karya terbaru kumpulan Dr. Brown, yang menggunakan sensor Jabatan Pertahanan, menentukan anggaran frekuensi kadar hentaman asteroid (bolide) berbanding ukuran badan kecil. Kedua-dua tinjauan berbeza dengan faktor sepuluh, iaitu, di mana Shoemaker menunjukkan frekuensi pada 10 atau 100 tahun, Brown berada pada urutan 100-an dan 1000-an tahun. Data terbaru, yang telah menyesuaikan karya Brown sebelumnya, kini meningkatkan frekuensi kejadian berbahaya dengan karya Shoemaker.
Hasil kerja Dr. Brown dan penyelidik bersama menghasilkan graf berikut yang menunjukkan kekerapan perlanggaran dengan Bumi dari pelbagai asteroid. Plot ini dari Surat Kepada Alam oleh P. Brown et al. menggunakan 58 bolida dari data yang terkumpul dari tahun 1994 hingga 2014 dari sensor kerajaan. Brown dan yang lain akan meningkatkan analisis mereka dengan set data yang lebih terperinci ini. Plot menunjukkan bahawa peristiwa jenis Chelyabinsk dapat dijangkakan kira-kira setiap 30 tahun walaupun ketidakpastiannya tinggi. Data baru dapat mengurangkan ketidakpastian ini. Kejadian Tungunska yang boleh memusnahkan kawasan metropolitan sebesar Washington DC berlaku lebih jarang - kira-kira sekali dalam satu abad.
Asteroid terdapat dalam pelbagai saiz. Asteroid yang lebih kecil lebih biasa, yang lebih besar kurang. Sebaran biasa yang dilihat secara semula jadi diwakili oleh lengkungan loceng atau taburan "normal". Nasib baik jumlah asteroid yang lebih besar beratus-ratus sementara "kota busters" kecil berjumlah 100-an, jika tidak berjuta-juta. Dan untungnya, Bumi kecil berbanding dengan jumlah ruang bahkan ruang yang ditempati oleh Sistem Suria kita. Selain itu, 69% permukaan Bumi dilindungi oleh lautan. Manusia berkumpul hanya sekitar 10% dari luas permukaan Bumi. Ini mengurangkan kemungkinan sebarang kesan asteroid mempengaruhi kawasan berpenduduk dengan faktor sepuluh.
Keseluruhan risiko asteroid sangat nyata ketika peristiwa Chelyabinsk menggarisbawahi. Sejak masa kesan Tugunska di Siberia pada tahun 1908, populasi manusia meningkat empat kali ganda. Bilangan bandar lebih dari 1 juta telah meningkat dari 12 menjadi 400. Menyedari berapa banyak dan berapa kerap kesan asteroid ini berlaku ditambah dengan pertumbuhan populasi manusia dalam seratus tahun terakhir menimbulkan desakan untuk teleskop penemuan asteroid dekat Bumi seperti sebagai Sentinel B612 yang dapat menemui semua benda berbahaya dalam waktu kurang dari 10 tahun sedangkan pemerhatian darat akan memakan masa 100 tahun atau lebih.
Rujukan:
Peta Baru Menunjukkan Kekerapan Kesan Asteroid Kecil, Memberi Petunjuk pada Penduduk Asteroid yang Lebih Besar
Keterangan Penuh plot yang disertakan dari SURAT KE ALAM, Ledakan udara Chelyabinsk: Implikasi terhadap Bahaya Kesan, P.G. Brown, et al.
Anggaran fluks terkumpul di Bumi. Fluks impor bolide di Bumi (Bolide flux 1994-2013 - lingkaran hitam) berdasarkan ~ 20 tahun pemerhatian global dari sensor Kerajaan AS dan data gelombang udara inframerah. Liputan global rata-rata 80% di antara 58 bolida yang diperhatikan dengan E> 1 kt dan merangkumi Chelyabinsk Chelyabinsk bolide (bulatan hitam paling kanan). Pembetulan liputan ini adalah anggaran dan keluk fluks bolide kemungkinan had yang lebih rendah. Garis berwarna coklat mewakili powerlaw yang lebih sesuai dari dataset yang lebih kecil untuk bolide dengan diameter 1 - 8 m15. Bar ralat hanya mewakili statistik pengiraan. Sebagai perbandingan, kami merancang anggaran yang tidak berat sebelah mengenai frekuensi hentaman asteroid Bumi berdasarkan semua data carian teleskopik asteroid hingga pertengahan 2012 (kotak hijau) 8 dan lain-lain dataset teleskopik yang sebelumnya dianalisis secara bebas termasuk penemuan NEAT (kotak merah jambu) dan akhirnya dari tinjauan Spacewatch (kotak biru), di mana diameter ditentukan dengan anggapan albedo 0.1. Tenaga untuk data teleskopik dihitung dengan mengandaikan ketumpatan pukal rata-rata 3000 kgm-3 dan halaju hentakan purata 20.3 kms-1. Kekerapan impak intrinsik untuk data teleskopik ini didapati menggunakan kebarangkalian purata impak untuk NEA sebagai 2 × 10-9 per tahun untuk seluruh penduduk. Kiraan kawah lunar ditukar kepada fluks impak setara dan menganggap albedo geometri 0.25 (garis pepejal kelabu) ditunjukkan untuk perbandingan9, walaupun kita perhatikan bahawa pencemaran oleh kawah sekunder dan anggaran moden populasi NEA yang menunjukkan albedos rendah akan cenderung mengubah lengkung ini ke kanan dan bawah. Akhirnya, kami menunjukkan anggaran kemasukan dari pengukuran gelombang udara global yang dilakukan dari tahun 1960-1974 yang mengesan impak bolida (5-20m) yang lebih besar (segitiga merah ke atas) menggunakan kaedah yang lebih baik untuk anggaran tenaga berbanding dengan penafsiran sebelumnya terhadap data yang sama.
