En gång i månaden, i genomsnitt, någonstans på jorden dyker ett eldklot upp från ingenstans och för bara sekunder, kastar en bländande blixt över himlen innan det blåser upp i en dånande explosion. Det hände i lördags över södra Afrika, där en liten rymdsten sönderföll på natthimlen och – möjligen – spred skräp på marken, väntar på upptäckt av meteoritjägare.

Trots deras relativa frekvens, av alla små rymdstenar som har påverkat jorden, endast tre har upptäckts av teleskop under de sista timmarna av deras kollisionskurs med vår planet. Alla råkade bli upptäckta av Catalina Sky Survey, eller CSS, och av en slump av samma man:Richard Kowalski. Kowalski är en av CSS:s seniora forskningsspecialister och en 13-årig veteran från University of Arizonas Lunar and Planetary Laboratory.

CSS är det enda sökprogrammet för asteroider som kan upptäcka förestående små stötkroppar, säger regissören Eric Christensen. Den 2 juni, 2018 LA registrerades som en pixlad fläck på kamerasensorn på UA:s 60-tums undersökningsteleskop på Lemmon när det var ungefär lika långt från jorden som månen. Mindre än nio timmar senare, den 6 fot långa boliden exploderade i en eldboll på natthimlen över södra Afrika.

"En viktig del av denna känslighet är att bearbeta uppgifterna omedelbart när de förvärvas, och att ha skickliga observatörer som Richard granskar data, och rapportera och följa upp allt nytt och potentiellt intressant, " säger Christensen. "Även om vårt primära direktiv från NASA är att upptäcka och spåra större objekt nära jorden, vår undersökning är känslig för mindre men närmare asteroider också."

Under de senaste 20 åren, CSS har upptäckt cirka 8, 500 jordnära objekt, eller nästan hälften av den kända NEO-populationen, plus mer än 100, 000 ofarliga Main Belt-asteroider och hundratals kometer.

Varför förblir de allra flesta små asteroider som 2018 LA oupptäckta?

Kowalski:Himlen och solsystemet är mycket stora, och synfältet med våra teleskop är litet i jämförelse. Det är därför det tar ungefär en hel månad att skanna hela den synliga himlen. Andra begränsande faktorer är det faktum att jorden själv kommer i vägen, så du kan bara se vissa delar av himlen beroende på var du är. Också, dagsljus hindrar oss från att upptäcka något under halva tiden. Den minsta asteroiden vi upptäckte var ungefär en meter bred. Men för så små kroppar, förutsättningarna måste vara helt rätt. Du vet hur du ibland ser ett plan på himlen som är väldigt långt borta, men för att solen träffar den precis, kan du se att det glittrar? Att upptäcka små asteroider är väldigt likt. Teleskopet måste titta på rätt punkt på himlen där objektet råkar vara precis som det blir tillräckligt ljust för att se det. Bara på grund av deras ringa storlek, många stenar glider igenom.

Kan du leda oss genom processen som Catalina Sky Survey använder för att hitta jordnära asteroider?

Kowalski:Vi arbetar på ett systematiskt sätt; vi försöker täcka hela den synliga himlen minst en gång i månaden med vårt 60-tums undersökningsteleskop på Lemmon, och minst fyra gånger i månaden med vårt 30-tums Schmidt-teleskop på berget Bigelow, som har ett bredare synfält. Det mesta av systemet är automatiserat. Varje kväll, vi programmerar teleskopen att följa ett visst mönster. Vi tar en 30-sekunders exponeringsbild av en del av himlen, sedan rör sig teleskopet till en intilliggande del, gör en annan exponering, och så vidare. Efter att ha avbildat 12 fläckar av himlen på detta sätt, det går tillbaka till det första fältet, och den går igenom denna sekvens fyra gånger, sprid ut med 40 minuters mellanrum.

En specialiserad programvara tar bort stjärnorna i bilden, letar efter saker som kan röra sig och presenterar dem för den mänskliga observatören som sitter i kontrollrummet. Kombinationen av mänskligt öga-hjärna är bättre på mönsterigenkänning, och det är därför vi låter människor titta på varje bild. Många av objekten som flaggats av programvaran är riktiga asteroider, men vissa är artefakter orsakade av kosmiska strålar, mycket svaga stjärnor, satelliter eller elektroniskt brus i systemet. Vi letar efter alla de saker som inte ser rätt ut och kontrollerar dem för konsekvent rörelse.

Innan vi börjar jobba varje kväll, vi laddar ner databasen med alla kända asteroider. När vi väl hittar en signal som är ett verkligt föremål, vi skapar en sammanfattning, som beräknar riktningen och den skenbara rörelsen i vår bild, och hur mycket den avviker från den förutspådda rörelsen av huvudbältets asteroider mellan Mars och Jupiter. Om vi ​​har en ny upptäckt som visar att det inte är ett känt föremål, vi skickar ett e-postmeddelande till Minor Planet Center i Cambridge, Massachusetts, där kollegor också kommer att göra ett antal kontroller. När deras datorer går igenom dessa kontroller, objekten listas på bekräftelsesidan för objekt nära jorden, NEOCP, som alla kan komma åt:det kommer att tala om för dem vart de ska rikta sina teleskop. Hela processen, från det att något dyker upp på min skärm tills det publiceras, tar bara cirka 10 minuter.

Hur många nya asteroider upptäcks på detta sätt?

Kowalski:Vår nuvarande upptäcktshastighet kan variera från ett objekt per natt till upp till 20. Vårt rekord för en enda natt är någonstans runt 30. Mitt personliga rekord är 21 på en natt. Det var bara några veckor sedan. Med våra nya kameror, vi täcker så mycket av himlen och vi är så effektiva i processen att vi i genomsnitt är mellan åtta och tio per natt, som varierar i storlek från 1-2 meter upp till så mycket som en kilometer i diameter. Men de större är ganska sällsynta. De flesta genomsnittliga från 10 till 50 meter, och nästan alla dessa är ofarliga – de kommer inte att träffa jorden någon gång snart.

På tal om risk, hur farliga är små asteroider som 2018 LA?

Kowalski:När det gäller en liten kropp som 2018 LA, vi vet att om den tappar meteoriter, de kommer att bli små bitar, nävestor ner till småsten, och resten förvandlas till damm och ånga. I det stora hela, asteroider i den kategorin satte upp en ljusshow, men de är inte farliga på något sätt. När föremålet smäller in i atmosfären, berget saktar ner så snabbt att baksidan färdas snabbare än framsidan och trycken blir för höga för att materialet ska förbli intakt. Det är därför de exploderar som eldbollar. Det blir mycket energi på grund av deras hastighet och den resulterande friktionen.

Vad avgör om en asteroid kommer att brinna upp i atmosfären eller falla till marken?

Kowalski:Kort sagt:riktning, hastighet och vad den är gjord av. Också, objektets bana:Om det träffar jorden frontalt, det kommer sannolikt att röra sig väldigt snabbt, tiotals kilometer per sekund. Dessa föremål är mycket mindre benägna att överleva inträdet om de inte är mycket stora. Å andra sidan, om en asteroid kommer ikapp jorden bakifrån, det kan komma in väldigt långsamt, och därför kunde vara mindre och fortfarande nå ytan. Vissa meteoriter är mycket spröda, och de tenderar att gå upp i ånga och damm väldigt lätt, medan andra bokstavligen är kärnor av järn från en annan asteroid. De har mycket bättre chans att nå marken.

Hur mycket vet du om en asteroid när du väl har upptäckt den?

Kowalski:Vi gör ingen bedömning av fysiska egenskaper. När vi upptäcker objekt nära jorden, vi pekar bara ut dem så att andra grupper och amatörer kan göra uppföljande observationer för att ta reda på, till exempel, hur snabbt de roterar, vad de är gjorda av och sånt. Då och då, du kommer att höra konspirationsteoretiker säga att vi medvetet inte skulle berätta för allmänheten om vi upptäckte en stor och potentiellt farlig stötkropp på kollisionskurs med jorden. Sanningen är den, varje föremål ser i princip likadant ut, det är bara en grå prick på skärmen för mig. Jag är inte på något sätt kunnig om det kommer att slå, eller vad den är gjord av, etc. Själva processen att upptäcka dessa objekt och den korta tiden säkerställer att informationen kommer ut direkt. Vi vill att allmänheten ska vara med, och vi vill nå så många människor som möjligt med teleskop, eftersom ju fler uppföljande observationer vi kan sprida ut över tiden, desto mer exakt kan vi förutsäga var dessa saker kan komma ner.

Hur fick du reda på att med 2018 LA, hade du upptäckt en annan asteroid som slutade påverka jorden?

Kowalski:Jag arbetar vanligtvis tills gryningen, och jag sover inte så bra på berget, så jag pendlar hem varje morgon. Jag visste inte att det skulle påverka förrän jag vaknade nästa morgon. Ganska ofta är jag den sista att veta. Vårt team av observatörer gör samma jobb – letar efter dessa påverkande asteroider – så att upptäcka dem är ingen stor överraskning. Det som var en stor överraskning var det faktum att jag råkade vara den som upptäckte alla tre observerade impactorer. Min fru föreslog att jag skulle unna mig en stor T-bone steak den dagen för att fira, och det var vad jag gjorde.