Ниагарский огненный шар привел к открытию самого маленького известного астероида

Покадровая съемка явления огненного шара от начала до конца. Автор: Western Meteor Group

В международном исследовании, проведенном под руководством Западного университета и Обсерватории Лоуэлла, ученые описывают новаторский комплексный подход к изучению околоземных астероидов, основанный главным образом на метеоритном явлении, произошедшем в ноябре 2022 года и приведшем к падению метеоритов в районе Ниагары.

Ученые-космонавты определили состав и размер астероида 2022 WJ1 (WJ1) до того, как он раскололся при входе в атмосферу Земли, сравнив данные телескопических наблюдений в Аризоне с видеозаписью, снятой камерами метеорной сети Southern Ontario Meteor Network компании Western, на которой запечатлен огненный шар (необычно яркий метеор) 19 ноября 2022 года.

Исследование, опубликованное сегодня в журнале The Planetary Science Journal, имеет важное значение не только потому, что оно раскрывает ключевые детали о WJ1, самом маленьком астероиде в космосе, который удалось охарактеризовать на сегодняшний день, но и для установления методологии изучения других космических объектов, которые воздействуют на Землю. Это первый случай, когда наблюдения телескопа и снимки с камеры использовались для изучения одного и того же космического объекта.

Размер WJ1 был определен с помощью 4,3-метрового телескопа Lowell Discovery (LDT) в Аризоне. Наблюдения с LDT показывают, что поверхность WJ1 была богата кремнием, что означает, что у нее было среднее или высокое альбедо (отраженный свет). Астрономы используют отраженный свет для расчета диаметра, который находился в диапазоне от 40 до 60 см (от 16 до 27 дюймов), что делает его самым маленьким астероидом за всю историю наблюдений.

Сочетание двух техник

«Это всего лишь шестой астероид, обнаруженный до столкновения», — сказал Денис Вида, западный внештатный профессор физики и астрономии. «Наш новый подход, открытие астероида посредством наблюдения в космосе и последующее наблюдение за ним с помощью камер с земли, позволил нам подтвердить, что наши оценки хорошо совпадают с оценками, полученными с использованием совершенно другого подхода».

Используя сеть метеорных камер Western, ученые Western запечатлели астероид, когда он вошел в атмосферу над Лондоном, закончив около Сент-Катаринс. Моделирование, основанное на наблюдениях болидов Western, дает ту же начальную оценку диаметра и состава астероида, что и LDT. Сеть болидов и телескопические методы также тесно согласуются в определении орбиты WJ1 до его прибытия на Землю.

«Это всего лишь второй случай, когда астероид был осмысленно охарактеризован с помощью телескопов до его столкновения с Землей», — сказал Тедди Карета, научный сотрудник обсерватории Лоуэлла. «Это свидетельство нашей удачи и подготовки, но также и заслуга сообщества, которое заботится о защите Земли от этих ударов, и учится лучше работать сообща».

Данные телескопа и камеры огненного шара указывают на то, что WJ1 относится к категории S-хондритов астрономических объектов, которые представляют собой каменные тела, богатые кремнием (отсюда и обозначение «S»). Они являются одними из старейших тел в Солнечной системе и представляют собой наиболее распространенный тип метеоритов, падающих на Землю.

«Это первое в истории сравнение данных, полученных с помощью телескопа и камеры слежения за болидом, чрезвычайно интересно и означает, что мы сможем еще более подробно охарактеризовать следующий астероид, который столкнется с Землей», — сказал Карета.

Вероятно, не все фрагменты WJ1 сгорели в атмосфере Земли. Хотя первоначальные поиски метеорита и некоторые жители региона Ниагара искали осколки метеорита, пока ничего не было найдено. Большая часть прогнозируемой области падения находится под водой в озере Онтарио. Что касается области падения на суше, то никаких дальнейших официальных поисков не планируется.

«Спустя два года все метеориты, упавшие на землю, слились с ландшафтом», — сказал Фил МакКосланд, приглашенный профессор наук о Земле и исследователь Meteor Physics Group. «Тем не менее, в этом районе есть люди, которые ищут и знают, что искать. Нам все еще может повезти, и мы найдем один или два метеорита, упавших с этого падения, в ближайшие месяцы и годы».

Удачный путь

WJ1 был впервые обнаружен Catalina Sky Survey в Тусоне, штат Аризона, в ноябре 2022 года. Вскоре после этого астрономы предсказали, что объект столкнется с Землей в течение трех часов. Этого времени было достаточно, чтобы ученые могли телескопически наблюдать объект, пока он все еще находился в космосе. Это также дало астрономам время собрать точное положение и движение астероида, чтобы уточнить его орбиту.

Вместе эти факторы позволили точнее определить, где астероид войдет в атмосферу Земли — над Великими озерами, на границе США и Канады. Предсказанное место удара оказалось удачным, попав прямо в центр сети камер наблюдения за метеорами Western в том же регионе.

Несколько часов предварительного оповещения о столкновении с астероидом позволили нескольким членам Западной группы по физике метеоров и Института исследования Земли и космоса Западного университета успеть съездить и найти ясную погоду, чтобы понаблюдать за приближающимся объектом. Это был первый случай в истории, когда наблюдатели были предупреждены о том, что могут увидеть естественный огненный шар.

Последовательность из трех изображений, показывающих 2022 WJ1, проносящийся через поле зрения LMI. Каждая из отдельных полос показывает, насколько далеко WJ1 переместился на отдельном десятисекундном изображении. Автор: Teddy Kareta/Lowell Observatory

Профессор западной физики и астрономии Пол Вигерт, соавтор исследования, был предупрежден достаточно рано, чтобы увидеть огненный шар около 3:30 утра.

«Я наблюдал с холма Брешиа в Западном кампусе. Хотя было холодно и ветрено, с холма открывался ясный вид на восток, где я ожидал увидеть только далекую вспышку. Затем внезапно появился огненный шар, пролетевший почти над головой. Он был хорошо виден между разорванными облаками и имел заметно оранжево-красный цвет», — сказал Вигерт после события.

«В то время, когда мы потеряли астероид — когда он стал слишком тусклым, чтобы его можно было увидеть на снимках — мы заставили телескоп двигаться со скоростью пять градусов в секунду, чтобы поспеть за ним. Это достаточно быстро, чтобы большинство других телескопов сдались значительно раньше», — сказал Карета.

«Это огромная удача, что этот астероид пролетел над темным небом Аризоны ночью, прежде чем сгореть над превосходной сетью камер Western. Трудно представить себе лучшие обстоятельства для проведения такого рода исследований».

Больше информации: Theodore Kareta et al, Telescope-to-Fireball Characterization of Earth Impactor 2022 WJ1, The Planetary Science Journal (2024). DOI: 10.3847/PSJ/ad8b22

Источник: University of Western Ontario