2013 en liten meteoroid, storleken på ett hus, slungade genom jordens atmosfär och exploderade över den ryska staden Chelyabinsk. Explosionen krossade rutor, och mer än tusen människor behandlades för skador från flygande skräp. Hur många stenar av liknande storlek har banor som för dem nära jorden? En ny studie har besvarat den frågan med hjälp av Dark Energy Camera (DECam) på Blanco-teleskopet vid Cerro Tololo Inter-American Observatory. Resultatet ger nya insikter om små meteoroiders natur och ursprung.

Near Earth Objects (NEO) är asteroider eller kometer vars banor för dem nära jordens omloppsbana. Deras nära tillvägagångssätt gör dem till en potentiell fara för jordpåverkan som kan orsaka omfattande förstörelse.

Även om mycket stora (10 kilometer stora) stötkroppar kan framkalla massutdöende händelser som händelsen som ledde till dinosauriernas död, mycket mindre stötar kan också orsaka förödelse. Meteoroiden som exploderade i Tjeljabinsk utlöste en kraftig chockvåg som förstörde byggnader och blåste upp människor. Relativt liten på "bara" 17 meter i diameter, jämförbar med storleken på en 6-våningsbyggnad, slagkraften, när det exploderade, släppte omkring tio gånger energin från Hiroshima-atombomben.

En undersökning för NEOs som genomförs med DECam på 4-meters Blanco-teleskopet vid Cerro Tololo Inter-American Observatory har nu uppskattat antalet objekt i en omloppsbana nära jorden som liknar Chelyabinsk-impaktorn i storlek. Lori Allen, Direktör för Kitt Peak National Observatory och ledande utredare för studien, förklarade, "Det finns cirka 3,5 miljoner NEOs större än 10 meter, en population som är tio gånger mindre än vad som antagits i tidigare studier. Cirka 90 % av dessa NEOs är i Chelyabinsks storleksintervall på 10-20 meter."

Studien, ska publiceras i Astronomisk tidskrift , är den första att härleda, från en enda observationsdatauppsättning utan externa modellantaganden, storleksfördelningen av NEOs från 1 kilometer ner till 10 meter. Ett liknande resultat erhölls i en oberoende studie som analyserade flera datamängder (Tricarico 2017).

Även om de överraskande resultaten inte förändrar påverkanshotet från NEOs i husstorlek, som begränsas av den observerade frekvensen av Chelyabinsk-liknande bolidhändelser, de ger nya insikter om naturen och ursprunget hos små NEO:er.

David Trilling (Northern Arizona University), studiens första författare, förklarade hur studien förenade det förvånansvärt lilla antalet NEOs i husstorlek med den observerade frekvensen av Chelyabinsk-liknande händelser:"Om NEOs i husstorlek är ansvariga för Chelyabinsk-liknande händelser, våra resultat tycks säga att den genomsnittliga påverkanssannolikheten för en NEO i husstorlek faktiskt är tio gånger större än den genomsnittliga påverkanssannolikheten för en stor NEO. Det låter konstigt, men det kan berätta något intressant om NEOs dynamiska historia."

Trilling spekulerar i att orbitalfördelningarna för stora och små NEO:er skiljer sig åt, med små NEO:er koncentrerade i band av kollisionsskräp som är mer benägna att påverka jorden. Band av skräp kan produceras när större NEO:er fragmenteras till svärmar av mindre stenblock. Att testa denna hypotes är ett intressant problem för framtiden.

Att uppskatta studiens detektionseffektivitet var avgörande för resultatet. Frank Valdes (NOAO), vem utvecklade datareduktions- och analyspipelinen för projektet, påpekade att "Det bästa sättet att mäta detekteringseffektiviteten är genom att implantera syntetiska NEOs i dataströmmen och sedan detektera de falska på samma sätt som riktiga NEOs upptäcks."

Väl anpassad till studiet av små, svaga NEOs, den stora öppningen på 4-meters Blanco-teleskopet och det breda synfältet hos DECam var också avgörande för studien. Beskriver DECams breda vetenskapliga räckvidd, Allen anmärkte, "DECam har kraften att revolutionera många områden inom astronomi, från vår förståelse av mörk materia och mörk energi, till sökandet efter avlägsna planeter i vårt solsystem och vår förståelse av miljön nära jorden."