In 2013 een kleine meteoroïde, de grootte van een huis, raasde door de atmosfeer van de aarde en explodeerde boven de Russische stad Tsjeljabinsk. De explosie verbrijzelde ramen, en meer dan duizend mensen werden behandeld voor verwondingen door rondvliegend puin. Hoeveel rotsen van vergelijkbare grootte hebben banen die hen dicht bij de aarde brengen? Een nieuwe studie heeft die vraag beantwoord met behulp van de Dark Energy Camera (DECam) op de Blanco-telescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatory. Het resultaat geeft nieuwe inzichten in de aard en oorsprong van kleine meteoroïden.

Near Earth Objects (NEO's) zijn asteroïden of kometen waarvan de banen ze dicht bij de baan van de aarde brengen. Door hun nauwe benadering vormen ze een potentieel gevaar voor impact op de aarde dat wijdverbreide vernietiging kan veroorzaken.

Hoewel zeer grote (10 kilometer grote) impactoren massale uitstervingsgebeurtenissen kunnen veroorzaken, zoals de gebeurtenis die leidde tot de ondergang van de dinosaurussen, veel kleinere impactors kunnen ook grote schade aanrichten. De meteoroïde die ontplofte in Chelyabinsk ontketende een krachtige schokgolf die gebouwen verwoestte en mensen van hun voeten blies. Relatief klein met een diameter van 'slechts' 17 meter, vergelijkbaar met de grootte van een gebouw van 6 verdiepingen, de impactor, toen het ontplofte, ongeveer tien keer de energie van de atoombom op Hiroshima vrijkwam.

Een onderzoek naar NEO's dat wordt uitgevoerd met DECam op de 4-m Blanco-telescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatory heeft nu een schatting gemaakt van het aantal objecten in een bijna-baan om de aarde dat qua grootte vergelijkbaar is met het Chelyabinsk-botslichaam. Lori Allen, Directeur van het Kitt Peak National Observatory en de hoofdonderzoeker van het onderzoek, uitgelegd, "Er zijn ongeveer 3,5 miljoen NEO's groter dan 10 meter, een populatie die tien keer kleiner is dan in eerdere studies werd geconcludeerd. Ongeveer 90% van deze NEO's bevinden zich in het bereik van Chelyabinsk van 10-20 meter."

De studie, te publiceren in de Astronomisch tijdschrift , is de eerste die afleidt, uit een enkele observationele dataset zonder externe modelaannames, de grootteverdeling van NEO's van 1 kilometer tot 10 meter. Een vergelijkbaar resultaat werd verkregen in een onafhankelijk onderzoek waarin meerdere datasets werden geanalyseerd (Tricarico 2017).

Hoewel de verrassende resultaten de impactdreiging van NEO's ter grootte van een huis niet veranderen, die wordt beperkt door de waargenomen snelheid van Chelyabinsk-achtige bolide-gebeurtenissen, ze geven wel nieuwe inzichten in de aard en oorsprong van kleine NEO's.

David Trilling (Universiteit van Noord-Arizona), de eerste auteur van de studie, legde uit hoe de studie het verrassend kleine aantal NEO's ter grootte van een huis verzoende met de waargenomen snelheid van Chelyabinsk-achtige gebeurtenissen:"Als NEO's van huisformaat verantwoordelijk zijn voor Chelyabinsk-achtige evenementen, onze resultaten lijken te zeggen dat de gemiddelde impactkans van een NEO ter grootte van een huis eigenlijk tien keer groter is dan de gemiddelde impactkans van een grote NEO. Dat klinkt vreemd, maar het kan ons iets interessants vertellen over de dynamische geschiedenis van NEO's."

Trilling speculeert dat de orbitale distributies van grote en kleine NEO's verschillen, met kleine NEO's geconcentreerd in banden van botsingsafval die waarschijnlijker de aarde zullen treffen. Banden van puin kunnen worden geproduceerd wanneer grotere NEO's fragmenteren in zwermen kleinere rotsblokken. Het testen van deze hypothese is een interessant probleem voor de toekomst.

Het schatten van de detectie-efficiëntie van het onderzoek was van cruciaal belang voor het resultaat. Frank Valdes (NOAO), die de datareductie- en analysepijplijn voor het project heeft ontwikkeld, wees erop dat "de beste manier om de detectie-efficiëntie te meten, is door synthetische NEO's in de gegevensstroom te implanteren en vervolgens de neppe te detecteren op dezelfde manier waarop echte NEO's worden gedetecteerd."

Goed afgestemd op de studie van kleine, zwakke NEO's, de grote opening van de 4 meter lange Blanco-telescoop en het brede gezichtsveld van DECam waren ook van vitaal belang voor het onderzoek. Het brede wetenschappelijke bereik van DECam beschrijven, Allen merkte op, "DECam heeft de kracht om een ​​revolutie teweeg te brengen in vele gebieden van de astronomie, vanuit ons begrip van donkere materie en donkere energie, tot de zoektocht naar verre planeten in ons zonnestelsel en ons begrip van de nabije aardse omgeving."