Το νέο ερευνητικό πρόγραμμα NELIOTA ανιχνεύει λάμψεις από προσκρούσεις στη Σελήνη

Μελέτες όπως το NELIOTA είναι σημαντικές επειδή η Γη και η Σελήνη βομβαρδίζονται συνεχώς από φυσικά συντρίμμια. Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του υλικού κυμαίνεται σε μέγεθος από σωματίδια σκόνης έως μικρές πέτρες, αν και μεγαλύτερα αντικείμενα μπορεί να εμφανίζονται απροσδόκητα. Για παράδειγμα, ένα αντικείμενο διαμέτρου περίπου 20 μέτρων διαλύθηκε πάνω από τη ρωσική πόλη Τσελιαμπίνσκ τον Φεβρουάριο του 2013. Η προκύπτουσα έκρηξη, που καταγράφηκε με κάμερα, προκάλεσε σημαντικές ζημιές, χωρίς ευτυχώς κάποια ανθρώπινα θύματα.

Σωματίδια διαμέτρου μερικών χιλιοστών εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της Γης αρκετές φορές ανά ώρα και σε κάθε διαυγή και σκοτεινή νύχτα μπορούν να παρατηρηθούν ακόμη και με γυμνό μάτι με τη μορφή φωτεινών μετεωριτών ή 'διαττόντων αστεριών'. Ωστόσο, ο ακριβής αριθμός των μετεωριτών με εύρος μεγέθους από μερικά εκατοστά έως μέτρα δεν είναι γνωστός. Τα αντικείμενα αυτά σπάνια παρατηρούνται από κάμερες όταν εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της Γης, εξαιτίας του πολύ μικρού μεγέθους τους και της τυχαίας εμφάνισής τους, που δεν επιτρέπει να ανιχνευτούν απευθείας με τηλεσκόπια.

Ένας τρόπος να προσδιοριστεί ο αριθμός των μεγαλύτερων αυτών ουράνιων σωματιδίων και η πιθανή απειλή για τους ανθρώπους είναι η παρατήρηση της Σελήνης, ιδιαίτερα της περιοχής που δεν φωτίζεται από τον Ήλιο. Όταν μικροί αστεροειδείς χτυπούν τη σεληνιακή επιφάνεια με μεγάλη ταχύτητα, διαλύονται με την πρόσκρουση, δημιουργώντας μία σύντομη λάμψη φωτός, η οποία μπορεί να είναι ορατή από τη Γη. Κάνοντας λογικές υποθέσεις σχετικά με την ταχύτητα και πυκνότητα των αντικειμένων αυτών, το μέγεθος και η μάζα τους μπορούν να εκτιμηθούν από τη φωτεινότητα της λάμψης.

Για το χαρακτηρισμό αυτών των σεληνιακών λάμψεων διεξάγεται στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών ένα νέο παρατηρησιακό πρόγραμμα, το NELIOTA (Near-Earth object Lunar Impacts and Optical TrAnsients), το οποίο άρχισε να παρατηρεί συστηματικά στις 8 Μαρτίου 2017. Το NELIOTA χρησιμοποιεί ένα αναβαθμισμένο τηλεσκόπιο του Ινστιτούτου Αστρονομίας Αστροφυσικής Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης (ΙΑΑΔΕΤ) του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών που βρίσκεται κοντά στο Κρυονέρι Κορινθίας.

Το τηλεσκόπιο, με διάμετρο κατόπτρου 1.2 μέτρα, διαχωρίζει το εισερχόμενο φως σε δύο κατευθύνσεις και χρησιμοποιεί δύο ψηφιακές κάμερες τελευταίας τεχνολογίας για την καταγραφή των δεδομένων με ταχύτητα 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Οι παρατηρήσεις της νυχτερινής πλευράς της Σελήνης γίνονται κάθε φορά που ο φυσικός δορυφόρος της Γης είναι πάνω από τον ορίζοντα και συγκεκριμένα μεταξύ της Νέας Σελήνης και της φάσης του πρώτου τετάρτου και μεταξύ του τελευταίου τετάρτου και της Νέας Σελήνης.

Ένα αυτοματοποιημένο λογισμικό αναλύει το βίντεο της παρατήρησης και εντοπίζει τις όποιες λάμψεις εμφανίζονται. Όσες από αυτές καταγράφονται και από τις δύο κάμερες συγχρόνως υποδηλώνουν ότι πρόκειται για φαινόμενα που συμβαίνουν στην επιφάνεια της Σελήνης. Οι κάμερες είναι εφοδιασμένες με φίλτρα που επιτρέπουν να περάσει τμήμα του εισερχόμενου φωτός και το καταγράφουν σε δύο διαφορετικά χρώματα. Αυτό επιτρέπει την εκτίμηση της θερμοκρασίας των λάμψεων πρόσκρουσης – το NELIOTA είναι το πρώτο σύστημα παρακολούθησης προσκρούσεων της Σελήνης που παρέχει αυτή τη δυνατότητα.

Η εξαιρετική ικανότητα του τηλεσκοπίου επιβεβαιώθηκε κατά τη διάρκεια της φάσης παράδοσης και δοκιμαστικής περιόδου παρατηρήσεων, όπου καταγράφηκαν τέσσερις λάμψεις πρόσκρουσης μέσα σε μόλις 11 ώρες παρατήρησης. Στόχος της ερευνητικής ομάδας είναι να παρατηρήσει αυτές τις λάμψεις στη νυχτερινή πλευρά της Σελήνης έως τις αρχές του 2019.

"Το μεγάλο κάτοπτρο του τηλεσκοπίου επιτρέπει στο ερευνητικό πρόγραμμα NELIOTA να ανιχνεύει πιο αμυδρές λάμψεις συγκριτικά με άλλες έρευνες παρακολούθησης της Σελήνης και να παρέχει ακριβείς πληροφορίες για το χρώμα τους, γεγονός που δεν ήταν εφικτό μέχρι σήμερα", λέει η Άλκηστις Μπονάνου, Κύρια Ερευνήτρια του ΙΑΑΔΕΤ/ΕΑΑ και Επιστημονική Υπεύθυνη του NELIOTA.

"Το σύστημα των δύο καμερών μας επιτρέπει να επιβεβαιώσουμε τα συμβάντα σεληνιακών προσκρούσεων χρησιμοποιώντας ένα μόνο τηλεσκόπιο. Με τη συλλογή δεδομένων κατά την περίοδο παρατηρήσεων (22 μήνες), θα μπορέσουμε να προσδιορίσουμε πολύ καλύτερα τον αριθμό των αντικειμένων που διέρχονται κοντά από τη Γη (NEOs, near-Earth objects) και έχουν μέγεθος από μερικά εκατοστά έως μέτρα.

"Οι παρατηρήσεις μας θα βοηθήσουν επίσης να προσδιοριστεί καλύτερα ο φυσικός μηχανισμός των λάμψεων πρόσκρουσης. Αναλύουμε τις λάμψεις σε συνεργασία με το Γραφείο Υποστήριξης της Επιστήμης στην ESA, για να μετρήσουμε τη θερμοκρασία κάθε λάμψης και να εκτιμήσουμε τη μάζα, και το μέγεθος του αντικειμένου που την προκαλεί καθώς και το μέγεθος του κρατήρα που δημιουργείται από την πρόσκρουση.”

"Οι παρατηρήσεις αυτές είναι πολύ σημαντικές για το Πρόγραμμα Διαστημικής Επιτήρησης (Space Situational Awareness, SSA). Ειδικότερα, ο ακριβής αριθμός των αντικειμένων στο εύρος μεγέθους που παρατηρούμε με το τηλεσκόπιο Κρυονερίου δεν είναι γνωστός. Η παρακολούθηση αυτών των λάμψεων για μια μεγάλη χρονική περίοδο θα μας βοηθήσει να προσδιορίσουμε καλύτερα τον αριθμό αυτό", λέει ο Detlef Koschny, Συν-Διευθυντής του τμήματος NEO του προγράμματος Διαστημικής Επιτήρησης της ESA, και επιστήμονας στο Γραφείο Υποστήριξης της Επιστήμης.

Το ερευνητικό πρόγραμμα NELIOTA συμβάλλει επίσης στην ενημέρωση και την εκπαίδευση του κοινού.

"Αυτή τη στιγμή εκπαιδεύουμε δύο διδακτορικούς φοιτητές ώστε να μπορούν να λειτουργήσουν το τηλεσκόπιο Κρυονερίου και να διεξάγουν παρατηρήσεις παρακολούθησης της Σελήνης", λέει η Άλκηστις.

"Διοργανώνουμε επίσης δημόσιες περιηγήσεις στο Αστεροσκοπείο Κρυονερίου, κατά τη διάρκεια των οποίων παρουσιάζουμε το ερευνητικό πρόγραμμα NELIOTA, καθώς και ομιλίες για μαθητές και το ευρύ κοινό σχετικά με τους αστεροειδείς που διέρχονται κοντά από τη Γη. Φέτος, όπως και πέρσι, σκοπεύουμε να συμμετάσχουμε στην παγκόσμια Ημέρα των Αστεροειδών 2017 (Asteroid Day 2017), διοργανώνοντας μια δημόσια εκδήλωση στο Αστεροσκοπείο Κρυονερίου στις 30 Ιουνίου."

Γενικές πληροφορίες

Το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών ανέπτυξε και λειτουργεί το NELIOTA, το οποίο χρηματοδοτείται μέσω σύμβασης από τη Διεύθυνση Επιστημών της ESA.

Ο ιστότοπος του έργου NELIOTA (http://neliota.astro.noa.gr/) παρέχει τα χαρακτηριστικά παρατήρησης των λάμψεων (χρόνος, διάρκεια, λαμπρότητα, συντεταγμένες) εντός 24 ωρών από τις παρατηρήσεις.

Έπειτα από την αναβάθμισή του το 2016 για το ερευνητικό πρόγραμμα NELIOTA, το τηλεσκόπιο Κρυονερίου χρησιμοποιείται κυρίως για παρατηρήσεις της Σελήνης. Συμβάλλει επίσης στην παρακολούθηση της φωτομετρίας παροδικών συμβάντων (transient events), όπως αυτά που ανιχνεύονται από την αποστολή Γαία (Gaia) της ESA.

Ένας από τους κινδύνους που μπορεί να αντιμετωπίσουν οι άνθρωποι στη Σελήνη είναι ότι ακόμη και ένας μικρός αστεροειδής, μια που κινείται με μεγάλη ταχύτητα, θα μπορούσε να προκαλέσει καταστροφές στις όποιες υποδομές αναπτυχθούν εκεί – τα αποτελέσματα από το NELIOTA θα βοηθήσουν στην εκτίμηση του κινδύνου από τέτοιους μικρούς αστεροειδείς. Καθώς η Σελήνη δεν έχει ατμόσφαιρα, δεν μπορεί να εμποδίσει τα μικρότερα – αλλά επίσης επικίνδυνα – αντικείμενα. Είναι πιθανό ότι οι μόνιμες εγκαταστάσεις στη Σελήνη θα είναι υπόγειες, για να παρέχουν καλύτερη προστασία από μικρούς αστεροειδείς ή μετεωρίτες, καθώς και από την ηλιακή ακτινοβολία.

Επαφές:

Άλκηστις Μπονάνου, Κύρια Ερευνήτρια του ερευνητικού προγράμματος NELIOTA
Ινστιτούτο Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών & Τηλεπισκόπησης (ΙΑΑΔΕΤ)
Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών
Ελλάδα
Τηλέφωνο: +30 210 8109177
Email: bonanos@noa.gr

Detlef Koschny, Συν-Διευθυντής SSA-NEO
Διεύθυνση Επιστημών
Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος
Email: Detlef.Koschny@esa.int

Vicente Navarro, Τεχνικός Διευθυντής του ερευνητικού προγράμματος NELIOTA
Διεύθυνση Επιστημών
Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος
Email: Vicente.Navarro@esa.int