Звучит как-то слишком громко и не очень серьёзно, не правда ли? Сколько подобных грозных заголовков об огромных и злющих космических булыжниках, грозящих снести всё и вся на своём пути, разнесённых по интернетам недобросовестными СМИ, мы уже видали?
Однако сейчас ситуация не столь однозначна, и громкие заявления – не просто слова для привлечения внимания. За ними прячется зёрнышко истины. Но обо всём по порядку.
«Подарок» на Рождество
Астероид 2024 YR4 найден 27 декабря 2024 года на 50-см телескопе обзора ATLAS в чилийских горах. Проекту принадлежат четыре одинаковых инструмента, разбросанных по миру (кроме Чили – Гавайи и Южная Африка). 50-см апертура в наши дни выглядит весьма скромно, однако позволяет получить широкий угол обзора, что и требуется для поставленной задачи. Система непрерывно «всматривается» в звёздное небо в поисках опасных объектов, и большое поле зрения позволяет делать это эффективно и быстро (за считанные дни доступное небо сканируется целиком).
Главная цель обзора ATLAS – предупредить нас о возможном столкновении с астероидом. С этой задачей, как мы видим, проект справляется успешно. Предполагается, что 20-м астероид (такой же, как прародитель Челябинского метеорита) может быть открыт за несколько дней до падения, 100-метровый – за несколько недель.
За 10 лет работы телескопы ATLAS нашли 1160 околоземных астероидов (107 из них – потенциально опасные) и 96 комет. Поначалу казалось, что 2024 YR4 – рядовой объект внутри этого множества. Да, близкий, но вроде бы и не очень большой (от 40 до 90 метров).
Правда, «камушек» летел со стороны Солнца, поэтому открытие было сделано не до сближения, а через два дня после него, когда объект вышел на ночное небо. Что ж, и такое регулярно случается (передаём привет Челябинскому метеориту).
****
Поначалу об орбите любого только что найденного астероида мы знаем не очень много, и его будущее движение просчитывается с большой неопределённостью. Однако по мере накопления данных расчёты становятся точнее. И вот к концу января 2025 г., спустя месяц после открытия, вероятность столкновения объекта с Землёй через 8 лет – в декабре 2032 года, превысила 1%. Астероид получил три балла по Туринской шкале, попав в жёлтую зону опасности (об этом дальше).
Телескопы-гиганты вступают в игру
К этому моменту объект стал уже слишком тусклым, и для его дальнейшего отслеживания стали необходимы телескопы побольше. Ради столь уникального (и важного с практической точки зрения!) случая ценное наблюдательное время главных обсерваторий Земли было выделено, и наблюдения продолжились. Астрономы выяснили, что астероид – типичный осколок космического камня, довольно вытянутый и быстро вращающийся (делает один оборот вокруг оси за 19 минут).
При потенциальном столкновении камень менее опасен, чем железо, но более, если сравнить его с рыхлым, наполненным пустотами осколком кометного ядра. Один из таких, сравнимого с 2024 YR4 размера, столкнулся с Землёй в 1908 г., но пористая, хрупкая структура даже столь большого тела не смогла противостоять процессам разрушения в атмосфере, и объект взорвался в воздухе, так и не добравшись до Земли. Мы знаем его как Тунгусский метеорит.
Растущие риски – это нормально
Кроме того, растущая наблюдательная дуга позволяла все лучше оценивать вероятность столкновения. И эта вероятность с каждым днём росла, достигнув 3.1% (1 к 32) к 19 февраля. С конца января астероид возглавил таблицу самых опасных известных астероидов «Sentry».
И это рекордное значение для всех относительно крупных околоземных астероидов. До этого рекорд (2.7% спустя полгода после открытия в июне 2004 г.) принадлежал знаменитому Апофису, который сблизится с Землёй в апреле 2029 г., став яркой, двигающейся «звёздочкой», легко видимой невооружённым взглядом.
Об этом предстоящем визите я как-нибудь расскажу.
Наблюдающийся рост вероятности столкновения – совершенно нормальное естественное явление, регулярно наблюдающееся с новыми околоземными «камушками»! И дело тут в сужающемся овале неопределённостей (см. картинку ниже).
Земля находится внутри эллипса рассеяния возможных траекторий, и чем меньше этот эллипс становится по мере поступления уточняющих наблюдений, тем больше места приходится на нашу планету внутри него.
В конце-концов наступает момент, когда эллипс настолько сужается, что Земля выходит за его пределы, и вероятность катастрофы стремительно скатывается к 0.
Опасный или не очень?
2% – это какая-то чепуха. Зачем столько внимания к объекту, который почти наверняка просвистит мимо. Неужели ресурс главных мировых обсерваторий нельзя потратить на что-нибудь более полезное?
Чепуха, да не совсем.
Чтобы показать, что эти первые проценты рисков заслуживают нашего внимания, астроном и популяризатор науки о Вселенной В.Г. Сурдин предлагает нам подумать, стали бы мы летать на самолётах, если бы вероятность не долететь была «всего лишь» 2% (один из 50 рейсов заканчивался падением). Вот то-то и оно.
Код красный, код красный!
Как максимально наглядно и понятно представить, насколько опасен тот или иной околоземный объект? С этой целью была разработана 10-балльная шкала, принятая на конференции в Турине в 1999 г.
Здесь красным обозначены объекты с размером >20 м, которые точно упадут (8, 9 или 10 баллов в зависимости от диаметра), а белым – неопасные объекты или ударники <20 м в диаметре (0 баллов). Считается, что последние не могут принести действительно значимых повреждений (и вновь привет Челябинску).
Каждый год открывают несколько околоземников с первоначально ненулевым рейтингом по Туринской шкале (в 2023 г. таких было аж 6!), который по мере уточнения орбиты обращается в 0. Исторический рекордсмен – 370-метровый (99942) Апофис, достигший 4 баллов через полгода после открытия, в дек. 2004 г. Тогда вероятность столкновения астероида с Землёй в апр. 2029 г. оценивалась в 2.7% (сейчас – 0%).
Наш новый друг 2024 YR4 получил 1 балл по Туринской шкале к концу января, и быстро достиг пикового значения 3 балла, которое продержалось на протяжение трёх недель. И хотя в какой-то момент вероятность столкновения недавно открытого камня оценивалась выше в сравнении с пиком для Апофиса (3.1% vs 2.7%), из-за своих малых размеров больше трёх туринских баллов он не заслужил.
Потенциально (не)опасный
Кстати, «потенциально опасный астероид» – вполне официальный научный термин. Но, парадокс в том, что 2024 YR4 не заслужил того, чтобы относиться к этой категории.
Как же такое возможно? – спросите вы. Дело в том, что он слишком для этого мал!!!
К потенциально опасным относятся астероиды с абсолютным блеском H ≤ 22.0 (диаметр >100-150 м в зависимости от альбедо), которые могут подлетать к Земле ближе 0.05 а.е. (19.5 средних расстояний до Луны). Общее число таких объектов оценивается в 5 тыс., и половина ещё не найдена.
Абсолютный блеск 2024 YR4 равен 24.0, что соответствует размеру 40-90 м. Считается, что это вроде как не те масштабы, чтобы слишком сильно навредить человечеству. (Подумаешь, мегатонный взрыв и потенциально уничтоженный город; цивилизация этого не заметит).
Зона безвестности. Логично, что чем меньше размер околоземных булыжников, тем меньше мы с ними знакомы. И если среди близких астероидов с диаметрами от 100-150 метров мы уже сумели открыть половину, для 50-метровых доля известных не превышает 15%. Среди объектов 10-м класса замечены всего лишь один из тысячи (да и те уже потеряны: из-за скромных габаритов отслеживать их можно только вблизи Земли).
Объекты этого размерного класса навещают нас каждые 10 лет и всегда могут прилететь неожиданно (впрочем, последнее касается и на порядок более крупных небесных камней, но вероятность намного ниже).
А что будет, если?..
При потенциальном столкновении с Землёй на скорости 17.4 км/с астероид 2024 YR4 высвободит энергию, эквивалентную 8 Мт тротила, что в 500 раз превышает силу атомной бомбы «малыш», взорванной над Хиросимой в 1945 г. и составляет 15% от мощности «царь-бомбы».
Поскольку астероид каменный и относительно небольшой, значительная часть энергии будет потеряна в ходе воздушного взрыва. Та же часть, которая долетит до Земли, может не привести к формированию значительного кратера или цунами. Звуки взрывов могут распространиться на сотни км, а повреждения возможны на расстоянии 50 км от эпицентра события.
Просто напомню, что основной проблемой в Челябинске (над которым в феврале 2013 г. взорвался намного меньший, ~17-м астероид) были выбитые взрывом стёкла. Увидев вспышку ярче Солнца, люди подбегали к окнам, и, когда до них доходила ударная волна, получали повреждения летящими осколками.
Когда мы узнаем точно?
К вечеру 21 февраля наблюдений 2024 YR4 стало достаточно, чтобы вероятность удара в 2032 г. упала ниже 1% (до 0.36%, 1 к 280), а «туринский ранг» объекта снизился с 3 до 1; камень ушёл с первой строчки (на вторую) в таблице самых опасных астероидов «Sentry». К 24 февраля эти значения пришли к 0.005% (1 к 20 тыс.) и 0 баллов. Мы увидели реализацию тот самый наиболее вероятный сценарий, о котором говорилось выше.
Как видно на рисунке выше, область неопределённости сместилась в сторону лунной орбиты. И действительно, вероятность столкновения с нашей спутницей остаётся довольно высокой – на уровне 1-2%. Если такой сценарий реализуется, то катастрофа будет хорошо видна с Земли как яркая вспышка света, а на лунной поверхности появится новый 2-км кратер. Такого размера уже достаточно, чтобы кратер был виден с Земли в любительские телескопы.
Чтобы узнать ещё точнее, придётся подождать. Для надёжных расчётов элементов орбиты астероида его нужно наблюдать много месяцев, а лучше – несколько лет. В качестве альтернативы можно поискать объект на архивных снимках астероидных обзоров, что может значительно удлинить наблюдательную дугу. 20 лет назад это удалось с Апофисом (что вместе с высокоточными наблюдениями радара «Аресибо» в Пуэрто-Рико, теперь уничтоженного временем и непогодой, резко снизило расчётную вероятность столкновения), но в этот раз не вышло с 2024 YR4: для этого объект слишком маленький и тусклый.
«Джеймс Уэбб» видит лучше»
Но уже в ближайшие недели и месяцы какую-то ясность может внести «Джеймс Уэбб» – главный космический телескоп с покрытыми золотом сегментами зеркала: он будет наблюдать опасный камень в марте и в мае 2025 г.; во втором случае 2024 YR4 уже ослабнет до 28-29 зв. вел., что практически недосягаемо даже для крупнейших наземных обсерваторий.
Помимо высокоточных астрометрических измерений, которые значительно улучшат наши знания об орбите астероида, «Джеймс Уэбб», как инфракрасный телескоп, зафиксирует тепловое излучение 2024 YR4. А это позволит намного точнее рассчитать размер объекта, а значит и получить куда лучшее представление о разрушительности потенциального удара.
Дело в том, что исключительно по наблюдениям в видимой области спектра оценить диаметр астероида можно лишь приблизительно. При одной и той же видимой яркости он может быть маленьким и отражать много света (иметь высокое альбедо) или оказаться покрупнее, будучи чёрным как уголь. Поэтому выше мы и говорили о вероятном диапазоне от 40 до 90 м.
Тренировочное сближение
Скорее всего, очень точно параметры сближения с 2024 YR4 в декабре 2032 г. мы не будем знать до конца 2028 г., когда камень снова подлетит к Земле. Да, он пройдёт относительно далеко – на расстоянии 8 млн. км, и останется слишком тусклым для любительских наблюдений – лишь чуть ярче 21-й зв. вел. Однако это не проблема даже для небольших профессиональных телескопов, так что орбита будет значительно уточнена.
****
При появлении важной информации об этом объекте, расскажу о ней в комментариях. Но, если вы хотите оперативно узнавать новости регулярно читать прочую информацию вокруг наблюдательной астрономии и моей работы в профессиональной Обсерватории, подписывайтесь на телеграм-канал «Записки астронома».