In senso orario da in alto a sinistra ci sono tre degli osservatori che hanno partecipato a un'esercitazione di difesa planetaria del 2021:il radar planetario Goldstone della NASA, il telescopio Mount Lemmon del Catalina Sky Survey e la missione NEOWISE della NASA. In basso a sinistra c'è un'illustrazione del percorso dell'approccio ravvicinato di Apophis nel 2029. Credit:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
Osservare i cieli alla ricerca di grandi asteroidi che potrebbero rappresentare un pericolo per la Terra è uno sforzo globale. Quindi, per testare la propria prontezza operativa, la comunità internazionale di difesa planetaria a volte utilizzerà l'approccio ravvicinato di un vero asteroide come un finto incontro con un "nuovo" asteroide potenzialmente pericoloso. Le lezioni apprese potrebbero limitare, o addirittura prevenire, la devastazione globale se lo scenario si dovesse concretizzare in futuro.
A tal fine, l'anno scorso più di 100 astronomi di tutto il mondo hanno partecipato a un'esercitazione in cui un asteroide grande, noto e potenzialmente pericoloso è stato essenzialmente rimosso dal database di monitoraggio della difesa planetaria per vedere se poteva essere rilevato di nuovo correttamente. Non solo l'oggetto è stato "scoperto" durante l'esercizio, le sue possibilità di colpire la Terra sono state continuamente rivalutate mentre veniva tracciato ed è stata esclusa la possibilità di un impatto.
Coordinato dall'International Asteroid Warning Network (IAWN) e dal Planetary Defense Coordination Office (PDCO) della NASA, l'esercizio ha confermato che dal rilevamento iniziale alla caratterizzazione successiva, la comunità internazionale della difesa planetaria può agire rapidamente per identificare e valutare il pericolo rappresentato da un nuova scoperta di un asteroide vicino alla Terra. I risultati dell'esercizio sono dettagliati in uno studio pubblicato su The Planetary Science Journal martedì 31 maggio.
L'esercizio si è concentrato sul vero asteroide Apophis. Per un breve periodo dopo la sua scoperta nel 2004, è stato valutato che Apophis avesse una possibilità significativa di avere un impatto sulla Terra nel 2029 o più tardi. Ma sulla base delle misurazioni di tracciamento effettuate durante diversi avvicinamenti ravvicinati dalla scoperta dell'asteroide, gli astronomi hanno perfezionato l'orbita di Apophis e ora sanno che non presenta alcun rischio di impatto per 100 anni o più. Le osservazioni scientifiche dell'approccio ravvicinato più recente di Apophis, avvenuto tra dicembre 2020 e marzo 2021, sono state utilizzate dalla comunità di difesa planetaria per questo esercizio.
"Questo input scientifico del mondo reale ha sottoposto a stress test l'intera catena di risposta della difesa planetaria, dal rilevamento iniziale alla determinazione dell'orbita, alla misurazione delle caratteristiche fisiche dell'asteroide e persino alla determinazione se e dove potrebbe colpire la Terra", ha affermato Vishnu Reddy, professore associato all'Università del Lunar and Planetary Laboratory dell'Arizona a Tucson, che ha guidato la campagna.
Tracciamento di un "nuovo" target
Gli astronomi sapevano che Apophis si sarebbe avvicinato alla Terra all'inizio di dicembre 2020. Ma per rendere l'esercizio più realistico, il Minor Planet Center (MPC), il centro di smistamento riconosciuto a livello internazionale per le misurazioni della posizione di piccoli corpi celesti, ha finto che fosse un asteroide sconosciuto impedendo la nuove osservazioni di Apophis dall'essere collegate a precedenti osservazioni di esso. Quando l'asteroide si è avvicinato, le indagini astronomiche non avevano precedenti di Apophis.
Il 4 dicembre 2020, quando l'asteroide ha iniziato a illuminarsi, il Catalina Sky Survey in Arizona, finanziato dalla NASA, ha effettuato il primo rilevamento e ha riportato l'astrometria dell'oggetto (la sua posizione nel cielo) al Minor Planet Center. Poiché non c'era alcuna registrazione precedente di Apophis ai fini di questo esercizio, l'asteroide è stato registrato come un rilevamento nuovo di zecca. Altri rilevamenti sono seguiti dall'Asteroid Terrestrial Impact System (ATLAS) con sede alle Hawaii e finanziato dalla NASA e dal Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS).
Mentre Apophis entrava nel campo visivo della missione Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) della NASA, l'MPC ha collegato le sue osservazioni con quelle effettuate dai telescopi di rilevamento a terra per mostrare il movimento dell'asteroide attraverso il cielo. Il 23 dicembre, l'MPC ha annunciato la scoperta di un "nuovo" asteroide vicino alla Terra. I partecipanti all'esercizio hanno raccolto rapidamente ulteriori misurazioni per valutare la sua orbita e se potrebbe avere un impatto sulla Terra.
Queste immagini di Apophis sono state registrate da antenne radio presso il Goldstone Deep Space Communications Complex della NASA in California e il Green Bank Telescope in West Virginia tra l'8 e il 10 marzo 2021, durante l'avvicinamento ravvicinato dell'asteroide, quando era di circa 10,6 milioni di miglia (17 milioni chilometri) di distanza. Credito:NASA/JPL-Caltech e NSF/AUI/GBO
"Anche se sapevamo che in realtà Apophis non avrebbe avuto un impatto sulla Terra nel 2029, a partire dal punto di partenza - con solo pochi giorni di dati astrometrici dai telescopi di rilevamento - c'erano grandi incertezze nell'orbita dell'oggetto che teoricamente consentivano un impatto quell'anno, " ha affermato Davide Farnocchia, ingegnere di navigazione presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California, che ha guidato i calcoli di determinazione orbitale per il Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) del JPL.
Durante l'avvicinamento ravvicinato dell'asteroide nel marzo 2021, gli astronomi del JPL hanno utilizzato il radar del sistema solare Goldstone della NASA da 70 metri in California per visualizzare e misurare con precisione la velocità e la distanza dell'asteroide. Queste osservazioni, combinate con le misurazioni di altri osservatori, hanno consentito agli astronomi di perfezionare l'orbita di Apophis ed escludere un impatto del 2029 ai fini dell'esercizio. (Oltre all'esercizio, sono stati anche in grado di escludere qualsiasi possibilità di impatto per 100 anni o più.)
NEOWISE homes In
Orbiting far above Earth's atmosphere, NEOWISE provided infrared observations of Apophis that would be not have been possible from the ground because moisture in the Earth's atmosphere absorbs light at these wavelengths.
"The independent infrared data collected from space greatly benefited the results from this exercise," said Akash Satpathy, an undergraduate student who led a second paper with NEOWISE Principal Investigator Amy Mainzer at the University of Arizona, describing the results with inclusion of their data in the exercise. "NEOWISE was able to confirm Apophis's rediscovery while also rapidly gathering valuable information that could be used in planetary defense assessments, such as its size, shape, and even clues as to its composition and surface properties."
By better understanding the asteroid's size, participating scientists at NASA's Ames Research Center in Silicon Valley, California, could also estimate the impact energy that an asteroid like Apophis would deliver. And the participants simulated a swath of realistic impact locations on Earth's surface that in a real situation would help disaster agencies with possible evacuation efforts.
"Seeing the planetary defense community come together during the latest close approach of Apophis was impressive," said Michael Kelley, a program scientist with PDCO, within NASA's Planetary Science Division at NASA Headquarters in Washington, who provided guidance to the exercise participants. "Even during a pandemic, when many of the exercise participants were forced to work remotely, we were able to detect, track, and learn more about a potential hazard with great efficiency. The exercise was a resounding success."
Additional key planetary defense exercise working group leads included Jessie Dotson at NASA Ames, Nicholas Erasmus at the South African Astronomical Observatory, David Polishook at the Weizmann Institute in Israel, Joseph Masiero at Caltech-IPAC in Pasadena, and Lance Benner at JPL, a division of Caltech.
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