Halkı ve Hollywood’u, yaklaşan bir asteroit fikrinden daha sıkı tutan çok az kozmolojik kavram var. Gezegeni yok etme potansiyeli taşıyan devasa kaya parçalarının Dünya’ya doğru yönelmesi korkunç bir düşünce.
Neyse ki, tehlike oluşturabilecek Dünya’ya yakın nesneleri tespit etme konusunda her zamankinden daha iyiye gidiyoruz ve gökbilimciler küçük etkileri gerçekleşmeden önce tahmin edebildiler.
Ancak gökyüzünde bir şeyi fark etmek başka bir şeydir. Bu şeyin ne olduğunu ve potansiyel bir tehlike olup olmadığını çözmek tamamen farklı bir zorluktur. Bir asteroitin tehlikeli olup olmadığını belirlemek için ne gerektiğini bilmek istedik ve bunu öğrenmek için gezegen savunmasının ön saflarında çalışan bazı araştırmacılarla konuştuk.
Bir matematik problemi
Bir asteroit tespit edildikten sonra, onun yörüngesini (Dünya’nın yörüngesine yaklaşıp yaklaşmayacağını ve Dünya’nın yanından geçtiği sırada bu yörüngeyle kesişip kesişmeyeceğini) bilmemiz gerekiyor. Bir yörünge belirleme görevi, NASA’nın Dünyaya Yakın Nesne Çalışmaları Merkeziveya CNEOS’u seçin. Merkezin başında, teleskoplardan gözlemler alan ve nesnelerin yörüngelerini hesaplayan bir grup matematikçiye liderlik eden Paul Chodas yer alıyor.
Chodas, Digital Trends’e “Bunların hepsi bir matematik problemi” dedi ancak basit bir problem değil. Bir nesnenin hareketini, onu birden fazla gözlemleyerek takip edebilirsiniz, ancak bu size onun ne kadar uzakta olduğunu söylemez.
Chodas, “Bu karmaşık, çünkü güneş sisteminin hassas modellerine ihtiyacınız var: Dünyanın konumu, güneşin konumu, özellikle de ayın konumu.” dedi. “Uzun vadeli tahminler için tüm gezegenlerin nerede olduğunu bilmeniz gerekir çünkü hepsinin asteroitlerin hareketi üzerinde etkisi vardır.”
Bu nedenle daha fazla veri her zaman faydalıdır; aynı gecede bir nesnenin birden fazla gözlemi veya farklı gözlemcilerden birden fazla gözlem.
Neyse ki değişmez fizik yasaları buna yardımcı oluyor. Chodas, “Koordinatları yazılımımız aracılığıyla çalıştırıyoruz ve yavaş yavaş yerçekiminin fizik yasaları bu yörüngeyi kısıtlamaya başlıyor” diye açıkladı.
Nesnelerin sayısı hızla artıyor.
Yörüngeler konusunda her zaman bir dereceye kadar belirsizlik olacak, ancak bu belirsizlik daha fazla veriyle birlikte azalıyor. CNEOS ne kadar çok gözleme sahip olursa, bir nesnenin yolunu o kadar doğru tahmin edebilir. Belirsizlik ne kadar düşük olursa geleceğe yönelik bir yörünge de o kadar hesaplanabilir.
Grubun en az bir saat boyunca en az dört gözlem yapması gerekiyor. Sadece üç gözlemle bir yörüngeyi hesaplamak teknik olarak mümkün olsa da, Uluslararası Astronomi Birliği’nin Küçük Gezegen Merkezi tarafından duyurulup bir isim verilmeden önce merkez genellikle yeni bir nesnenin yaklaşık 12 gözlemini alacaktır. Bu onu resmi bir küçük organ haline getiriyor.
Sadece asteroitler değil
Gezegeni etkileme potansiyeli olan nesneleri düşündüğünüzde aklınıza ilk önce asteroitler gelir. Bu kaya yığınları Dünya’ya yakın en yaygın nesnelerdir, ancak tek olanlar onlar değildir.
Diğer potansiyel olarak tehlikeli nesneler arasında buz ve kayadan oluşan ve gezegene çarpmaları halinde geniş çapta hasara neden olabilecek kuyruklu yıldızlar yer alıyor.
Çoğu asteroit Mars ve Jüpiter arasındaki ana asteroit kuşağından gelirken, kuyruklu yıldızların çoğu Kuiper Kuşağı’ndan veya Neptün’ün yörüngesinin çok ötesindeki Oort bulutundan gelir. Dolayısıyla kuyruklu yıldızlar genellikle Dünya’ya asteroitlerden farklı açılarla yaklaşır, ancak yörüngelerini hesaplama ilkeleri aynıdır.
Chodas, sorunun kuyruklu yıldızların güneşe yaklaştıkça gaz çıkışı adı verilen bir süreçten geçmesi olduğunu açıkladı. Isındıkça buzların bir kısmı gazlara dönüşerek kuyruklu yıldızların kendine özgü kuyruklarını oluşturur. Ve bu gazlar kuyruklu yıldızların yörüngelerini etkileyerek bu yörüngeleri daha belirsiz hale getirebilir. Kuyruklu yıldızlardan gelen jetler onların hareketini etkileyeceğinden araştırmacılar buna yerçekimsel olmayan ivme adını veriyor.
Chodas, “Kuyruklu yıldızları tahmin etmek daha zordur, özellikle de yeni keşfedilen bir kuyruklu yıldızda, çekimsel olmayan etkilerin güneşe yakın önceki geçişlerde nasıl davrandığına dair herhangi bir tarihsel verinin olmadığı durumlarda” dedi.
Dünya’ya yakın nesnelerin %1’inden azı kuyruklu yıldızlardır, dolayısıyla asteroitler çok daha yaygındır. Ancak kuyruklu yıldızlar yanıltıcıdır ve konu gezegen savunması olduğunda onları göz ardı edemeyiz.
Süreci otomatikleştirme
Bu çalışmanın zorluklarından biri de çok sayıda şeyin var olmasıdır; çok fazla – güneş sistemindeki küçük nesnelerin, dolayısıyla her birinin yörüngesini manuel olarak hesaplamaya çalışmak savunulamaz.
Chodas, “Nesnelerin sayısı hızla artıyor, dolayısıyla bunların çoğu otomatik.” dedi.
Gerçekten de, küçük güneş sistemi gövdelerinin ana veritabanı artık 1,3 milyondan fazla nesne içeriyor. Geçmişte yörüngeler manuel olarak hesaplanıyordu ancak CNEOS artık süreci otomatikleştirmek için bilgisayarları kullanıyor.
Gezegen savunması söz konusu olduğunda zaman en iyi arkadaşınızdır.
Merkezin kullandığı iki araç var. Scout sistemi, olası çarpma unsurlarını yalnızca birkaç dakika içinde kontrol edebiliyor ve yeni tespit edilen ve onaylanmamış nesneler için kullanılıyor. Başka bir araç olan Sentry, önümüzdeki yüz yılda çarpma olasılığını araştırırken on binlerce nesne üzerinde tahminler yürütüyor. Bu uzak gelecek tahminleri daha büyük belirsizlikler içeriyor, ancak amaç, Dünya’nın yörüngesine potansiyel olarak yaklaşabilecek nesneleri işaretlemektir.
Bir nesnenin Dünya için potansiyel bir tehdit oluşturması durumunda işaretlenir ve küresel gezegen savunma çabalarını koordine eden NASA Gezegen Savunma Koordinasyon Ofisine gönderilir.
Bir nesneyi karakterize etme
Artık bir asteroidin nerede olduğunu ve önümüzdeki 100 yıl içinde Dünya’ya yaklaşıp yaklaşmayacağını biliyoruz. Ancak bunun gerçekten tehlikeli olup olmadığını ve ne kadar tehdit oluşturduğunu bilmek için nesnenin kendisi hakkında daha fazlasını bilmemiz gerekiyor: Neyden yapılmış? Ne kadar yoğun? Şekli nedir ve ne kadar hızlı dönüyor?
Bunu çözmek, Arizona Üniversitesi’nde uzay durumsal farkındalık araştırma grubuna başkanlık eden Vishnu Reddy gibi araştırmacıların işidir. Grup, asteroitler gibi nesneleri gözlemlemek ve özelliklerini belirlemek için yer tabanlı teleskoplar kullanıyor.
Araştırmacıların bir asteroit hakkında bilgi edinmek için kullanabileceği çeşitli teknikler vardır. Spektroskopi size bir nesnenin neyden yapıldığını ve tane yoğunluğunu söyleyebilir, radar ise çapını ve şeklini ortaya çıkarabilir. Termal kızılötesi gözlemler, bir nesnenin ne kadar ışık yansıttığı gibi özelliklerini gösterebilir ve bu da onun bileşimi hakkında bilgi vermeye yardımcı olur.
Araştırmacılar, birden fazla farklı örtüşme tekniği kullanarak, küçük ve uzakta olsa bile bir asteroit hakkında şaşırtıcı miktarda bilgi elde edebilirler.
Bu önemlidir çünkü bir asteroitin belirli özellikleri onun potansiyel olarak ne kadar tehlikeli olduğunu önemli ölçüde etkileyebilir. Örneğin, asteroitlerin iç yapıları iki ana tiptedir: gevşek bir şekilde bir arada tutulan küçük parçalardan oluşan moloz yığınları ve katı malzeme parçaları olan monolitler. Bu iki tür darbelere çok farklı tepki verecektir.
“En dar olduğunu düşünüyoruz [near-Earth objects] moloz yığınlarıdır, yani bunlar gevşek malzeme bloklarıdır. Reddy, Digital Trends’e şöyle açıkladı: Sağlam bir monolit gibi mekanik olarak bir arada tutulmuyorlar. “Katı bir nesnenin yere düşmesi muhtemeldir. Daha zayıf bir nesne muhtemelen hava patlaması yaşayacak ve atmosferin daha yukarılarında kendini yok edecektir.”
Bilim adamları potansiyel olarak tehlikeli bir nesneyi yeterince önceden tespit edebilirlerse, onu karakterize etmek ve seyrini tahmin etmek için zamanları olacak. Reddy, “Gezegen savunması söz konusu olduğunda zaman en iyi arkadaşınızdır” dedi. “Tüm bu nesneleri yıllar veya on yıllar öncesinden keşfetmek istiyorsunuz, böylece bunların Dünya’yı etkileyip etkilemeyeceğini tahmin edebilirsiniz.”
Hazır mıyız?
İyi haber şu ki, Dünya’ya yaklaşabilecek çok büyük asteroitlerin neredeyse tamamını tespit ettik ve hiçbiri güncel bir tehlike teşkil etmiyor. Yakın zamanda başka bir dinozor katili tarzı olay yaşamayacağız.
Chodas, devasa bir asteroitin bize çarpması tehdidine gelince, “Bu çok düşük olasılıklı bir olay” dedi. “Uykunuzu kaybedecek bir şey değil bu.”
Ancak bu, düşünecek hiçbir şeyimiz olmadığı anlamına gelmez. Chodas, “Bununla birlikte, en azından 140 metre ve daha büyük olanları bulabilecek teknolojiye sahibiz ve bu sorunu zaman içinde çözebiliriz” diye devam etti.
Şimdi odak noktası, gezegeni yok etmeyecek ancak şehir gibi yoğun nüfuslu bir bölgeye çarpacak olursa ciddi hasara yol açabilecek, büyüklükleri 140 metre ile 1 kilometre arasında olan bu orta büyüklükteki asteroitler üzerinde. Çoğu nesne okyanusa düşer, ancak şanssız olursak ve bir tanesi kentsel bir alana çarparsa, bu felaketle sonuçlanabilir.
Yakın Dünya Yörünge Araştırmacısı (NEOS) gibi yaklaşan görevler, bu orta büyüklükteki cisimleri tespit etme becerilerimizi büyük ölçüde geliştirecek. Çift Asteroit Yönlendirme Testi (DART) gibi asteroit saptırma teknolojileri testleri, en azından yeterli önceden uyarıya sahipsek, gelen bir cismi bir uzay aracıyla çarparak yönünü değiştirmenin teorik olarak mümkün olduğunu gösteriyor.
Ancak hata yapmayın, DART inanılmaz bir başarıydı ancak bir savunma sistemi değil. Bir asteroitin rotasını değiştirmeyi başardı, ancak eğer gerçek bir tehdit olsaydı, Dünya’ya çarpmasını engellemeye yetecek kadar değildi. (Bir asteroidi saptırmak için neyin gerekli olacağına dair bir fikir edinmek için CNEOS çevrimiçi bir uygulaması var Bu, gelen asteroitleri ve bunların çeşitli etkilerle ne kadar saptırılacağını simüle etmenize olanak tanır.)
Chodas, “Hesaplamalarımıza göre, bir şeyi saniyede bir santimetre veya saniyede birkaç santimetre hareket ettirmeniz gerekiyor ve DART’ın sağladığı hız değişikliği miktarı bundan 10 kat daha dardı” dedi. “DART önemli bir deneydi ve bundan çok şey öğrendik” ancak “gerçek bir durumda bu yeterli olmazdı.”
Diplomatik bir mesele
Her ne kadar asteroit tehditleriyle mücadelede bilimsel ve teknolojik olarak doğru yolda olsak da, hiç hazır olmadığımız alanlardan biri de diplomatik ilişkilerdir.
Reddy, “Gezegensel savunma konusunda küresel bir bakış açısına sahip olmak çok çok önemli” dedi, çünkü gezegensel savunma sorununu tek tek uluslar açısından düşünemeyiz.
“Dünyanın başka bir yerine bir asteroit çarpacaksa, bu ‘Ah, bu onların sorunu’ gibi bir şey değil. Atmosfere giren şeyler; biz bunları soluruz. Depremler, orman yangınları, şok dalgalarından her şey bizi de etkiliyor. Yatırım yapmamız gereken şey küresel bir çözümdür.”
Reddy’nin birlikte çalıştığı Uluslararası Asteroit Uyarı Ağı veya IAWN gibi kuruluşlar, gezegen savunmasına küresel bir bakış açısı getirmeyi amaçlıyor. Ancak potansiyel gezegensel tehditlere küresel bir çözüm bulmak için daha fazla diplomatik çalışmaya ihtiyaç var.
Çünkü asteroit çarpma riski korkutucu ve bilinmiyor gibi görünse de tahmin edilmesi imkansız değildir. Doğru teknoloji ve ortak küresel iradeyle bu tehdidi tespit etme ve azaltma potansiyeline sahibiz.
Reddy, “Bu küresel bir sorun ve sayıca güçlüyüz” dedi.