Как найти комету до того, как она столкнется с Землей

Пример метеора, запечатленного камерой LOCAMS (Lowell Observatory Cameras for All-Sky Meteor Surveillance). Сети камер, такие как LOCAMS, ведут цифровое наблюдение за метеорами в течение последних ~15 лет, ограничивая орбиты метеорных потоков, которые мы теперь можем использовать для моделирования орбит комет, оставивших эти потоки. Автор: Samantha Hemmelgarn/Northern Arizona University

Как найти комету, которая может представлять угрозу для Земли, но не пролетала мимо нашей планеты в течение последних 200 лет или больше? Вы ищете ее след.

Это основа исследования, проведенного Самантой Хеммельгарн, аспиранткой первого года обучения на кафедре астрономии и планетологии Университета Северной Аризоны. В исследовании, опубликованном в журнале The Planetary Science Journal в ноябре, она и ее соавторы, включая консультанта Ника Московица из обсерватории Лоуэлла, использовали данные метеорных потоков — «следов», оставленных кометами, — чтобы определить, где эти кометы находятся в небе, и определить, представляют ли они угрозу для Земли.

«Это исследование приближает нас к защите Земли, поскольку оно дает нам модель для поиска потенциально опасных объектов», — сказал Хеммельгарн.

Почему и как проводится исследование

Исторически долгопериодические кометы, орбиты которых длятся более 200 лет, были практически невидимы для исследователей, пока не приблизились к Земле и не двинулись к Солнцу. Конечно, есть опасение, что одна из них останется необнаруженной в небе, пока не станет слишком поздно, а затем не врежется в Землю. Хотя реальный риск невероятно мал, сказал Хеммельгарн, воздействие даже небольшой кометы может быть катастрофическим для жизни на Земле, вызвав еще один ледниковый период и потерю озонового слоя.

Итак, они хотят быть активными в идентификации этих комет. Исследователи использовали выборку из 17 метеорных потоков, которые, как они знали, имели долгопериодических родителей-комет, и создали синтетические кометы, которые являются моделями, представляющими, где родительские кометы могут находиться в космосе, на основе траекторий этих метеорных потоков.

Они сравнили местоположение настоящих родительских комет в последний раз, когда они были вблизи Солнца, с тем, где, по прогнозам модели, должна была находиться каждая комета. В большинстве тестов модель точно предсказывала местоположение кометы и помогала предсказывать направление и скорость кометы, что поможет астрономам узнать, где найти настоящую комету с помощью телескопа.

Это значит, что исследователи могут обнаружить эти кометы в небе до того, как они приблизятся к Земле.

«Даже если следующее вымирание произойдет через миллионы лет, было бы интересно разработать модель, которая прослеживает «падающие звезды», которыми люди любуются каждую ночь, до той области космоса, где мы можем обнаружить объекты, которые их оставили», — сказал Хеммельгарн.

Ее путь к этому открытию

В день окончания учебы Хеммельгарн и представить себе не могла, что однажды на этой захватывающей части головоломки планетарной обороны будет написано ее имя.

Конечно, это потому, что она получила диплом по маркетингу и предложение о работе помощником менеджера в Walgreens, где она прошла стажировку по управлению. В течение многих лет она преуспевала в этой среде, применяя свои навыки решения проблем, чтобы гарантировать, что ее магазин получит то, что нужно ее разнообразной клиентской базе.

Однако с появлением интернет-торговли она оказалась без возможности решать проблемы и принимать решения относительно своего магазина. Когда в 2019 году она встретила свою нынешнюю жену Хейли, Хеммельгарн поняла, что хочет чего-то нового.

«Когда я увидела страсть и радость, которые она проявляла к своей карьере геномного эпидемиолога, я поняла, что того чувства, которое я когда-то испытывала к управлению розничной торговлей, больше не было», — сказала она. «Я всегда испытывала мимолетный интерес к астрономии, начала исследовать, как человек может сделать карьеру в этой области, и решила, что сейчас самое подходящее время сменить карьеру, поскольку у меня еще много лет работы впереди».

В 2020 году она начала бакалавриат по физике и астрофизике в NAU, который закончила год назад, а осенью начала докторантуру. Это ее первая публикация в качестве первого автора.

На следующем этапе этой работы Хеммельгарн и Московиц планируют применить этот метод к 247 долгопериодическим кометным метеорным потокам с неизвестными родителями. Они будут использовать данные из предстоящего Legacy Survey of Space and Time (LSST) обсерватории Рубина, чтобы найти самые слабые объекты, которые, как надеется Хеммельгарн, будут включать некоторые из этих недостающих долгопериодических комет.

Больше информации: Samantha Hemmelgarn et al, How Meteor Showers Can Guide the Search for Long-period Comets, The Planetary Science Journal (2024). DOI: 10.3847/PSJ/ad8346

Источник: Northern Arizona University