Dobro znana astronomska konvencija je, da ima Zemlja samo en naravni satelit, ki je znan (nekoliko nekreativno) kot "Luna". Vendar pa astronomi že nekaj več kot desetletje vedo, da ima Zemlja tudi populacijo, ki je znana kot "prehodne Lune". To so podmnožica bližnjih zemeljskih objektov (NEO), ki jih začasno zajema zemeljska gravitacija in prevzamejo orbite okoli našega planeta.
Po novi raziskavi skupine finskih in ameriških astronomov bi bilo mogoče te začasno zajete orbite (TCO) preučiti z velikim teleskopom za sinoptične raziskave (LSST) v Čilu, ki naj bi začel delovati do leta 2020. S preučevanjem teh predmetov S teleskopom nove generacije avtorji študije trdijo, da se bomo veliko naučili o NEO in celo začeli izvajati misije nanje.
Študija, ki se je nedavno pojavila v reviji Icarus, vodil jo je Grigori Fedorets - doktorski študent z oddelka za fiziko Univerze v Helsinkih. Pridružili so se mu fiziki z Tehniške univerze Luleå, Inštituta za intenzivno raziskovanje astrofizike in kozmologije (DIRAC) v Washingtonu in Univerze na Havajih.
Koncept TCO je bil prvič predstavljen leta 2006 po odkritju in karakterizaciji RH120, predmeta v premeru 2 do 3 metra (6,5 do 10 ft), ki običajno kroži proti Soncu. Vsakih dvajset let se približa sistemu Zemlja-Luna in ga začasno zajame gravitacija Zemlje.
Kasnejša opažanja NEO - na primer asteroid 1991 VG in meteor EN130114 - so tej teoriji dodala dodatno težo in astronomom omogočila, da omejijo populacije TCO. To je pripeljalo do zaključka, da začasno zajeti sateliti prihajajo v dveh populacijah. Po eni strani obstajajo TCO, ki med zajetjem naredijo enakovredno vsaj eno revolucijo okoli Zemlje.
Drugič, obstajajo začasno ujeti muharji (TCF), ki so med zajetjem enakovredni manj kot enim vrtljajem. Po mnenju Fedoreta in njegovih sodelavcev so ti predmeti privlačna tarča za raziskovanje in srečanje s vesoljskimi plovili - bodisi v obliki misij velikosti CubeSat bodisi večjih vesoljskih plovil, ki bi lahko izvajale misije po vrnitvi vzorcev.
Za začetek bi preučevanje teh predmetov astronomom omogočilo, da omejijo velikost in pogostost NEO-jev, ki segajo v velikost od premera 10/10 metra do 10 metrov, ki jih slabo razumemo. Ti predmeti so navadno premajhni in preveč omedlevi, da bi jih večina teleskopov in tehnik lahko učinkovito opazovala.
Nadzor in preučevanje tega posebnega razreda NEO-jev je tam, kjer se začne izvajati LSST. Zaradi visoke ločljivosti in občutljivosti naj bi LSST postal ena od glavnih zmogljivosti za odkrivanje NEO in potencialno nevarnih predmetov, ki jih je sicer zelo težko odkriti. Kot je Fedorets povedal za Space Magazine po e-pošti:
"[E] ven za LSST bo velika večina prehodnih lune preveč bleda, da bi jih odkrili. Vendar bo to edina raziskava, ki bo lahko redno odkrivala kakršne koli prehodne lune ... Med značilnosti LSST, ki so še posebej primerne za odkrivanje TCO, so: veliko vidno polje; omejevanje magnitude V = 24,7, kar omogoča zaznavanje šibkih predmetov; operativni način z opazovanjem od zadaj in hitrim spremljanjem istega polja na začetku iste noči, kar pomaga prepoznati hitro premikajoče se vlečene predmete. "
Ko se začne delovati, bo teleskop LSST izvedel desetletno raziskavo, ki bo obravnavala nekaj najbolj perečih vprašanj o strukturi in razvoju vesolja. Sem spadajo skrivnosti temne snovi in temne energije ter tvorba in struktura Mlečne poti. Čas opazovanja bo namenil tudi Osončju v upanju, da bo izvedel več o manjših populacijah planetov in NEO.
Da bi ugotovili, koliko TCO bo odkril LSST, je skupina izvedla vrsto simulacij. Njihovo delo temelji na prejšnji študiji, ki jo je leta 2014 opravil dr. Bryce Bolin iz podjetja Caltech in sodelavci, kjer so ocenili trenutne in astronomske zmogljivosti naslednje generacije. Ta študija je pokazala, kako zelo je učinkovit LSST pri odkrivanju prehodnih lunov.
Fedorets je za svojo študijo ponovno premislil o delu Bolina in opravil lastno analizo. Kot je opisal:
»[A] sintetična populacija prehodnih lunov je bila speljana s pomočjo LSST kazalne simulacije. Začetna analiza je pokazala, da bi sistem za obdelavo premičnih objektov LSST v štirih letih lahko prepoznal samo tri predmete (kadenca treh zaznav v obdobju 15 dni). To se je zdelo [kot] majhno število, zato smo opravili dodatno analizo. Izbrali smo vsa opazovanja z vsaj dvema opazovanjema ter opravili določanje orbite in orbitalno povezovanje z alternativnimi metodami MOPS. Ta posebna obravnava je povečala število opazovanih kandidatov za prehodne lune za vrstni red. "
Na koncu sta Fedorets in njegova ekipa sklenila, da z uporabo LSST in sodobne programske opreme za samodejno prepoznavanje asteroidov - aka. sistem za obdelavo premičnih predmetov (MOPS) - TCO bi lahko odkrili enkrat na leto. Ta stopnja bi se lahko zvišala na en TCO vsaka dva meseca, če bi se razvila dodatna programska orodja posebej za identifikacijo TCO-jev, ki bi lahko dopolnili osnovni MOPS.
Na koncu bo preučevanje TCO astronomom koristilo iz več razlogov. Za začetek obstaja vrzel med preučevanjem večjih asteroidov in manjših bolidov - majhnih meteorjev, ki redno zgorevajo v Zemljini atmosferi. Tisti, ki padejo vmes, ki običajno merijo med 1 in 40 metri (~ 3 do 130 ft) v premeru, trenutno niso dobro omejeni.
"Prehodne lune so dobra populacija, ki omejuje to velikost, saj se morajo v teh velikostih pojavljati redno in jih odkrivati z LSST," pravi Fedorets. „Poleg tega so TCO izjemne tarče za [in situ] misije. Dobavljeni so bili "brezplačno" v bližino Zemlje. Zato je za njihovo dosego potrebna razmeroma majhna količina goriva. Potencialne misije bi lahko zasnovali kot in situ leteče misije (npr. Razreda CubeSat) ali kot prve korake pri uporabi virov asteroidov. "
Druga korist pri preučevanju teh predmetov je, kako bodo astronomom pomagali do boljšega razumevanja potencialno nevarnih predmetov (PHO). Ta izraz se uporablja za opisovanje asteroidov, ki občasno prečkajo Zemljino orbito in predstavljajo nevarnost trka. Čeprav imajo opazovalne lastnosti podobne kot TCO, jih je mogoče opaziti samo na njihovi orbiti.
Fedorets je seveda poudaril, da bi morali TCO, ko mesece preživljajo mesece v geocentričnih orbitah, hitro odzivati. Na srečo ESA razvije takšno misijo v obliki njihovega "Kometnega prestreznika", ki se bo sprožil na stabilno hibernacijsko orbito in aktiviral, ko komet ali asteroid vstopi v Zemljino orbito.
Večje razumevanje začasnih satelitov, potencialno nevarnih predmetov in bližnjih zemeljskih asteroidov je le ena izmed številnih prednosti, ki naj bi jih prinesli teleskopi nove generacije, kot je LSST. Ti instrumenti nam ne bodo samo omogočili, da bi videli dlje in z večjo jasnostjo (s čimer bomo razširili znanje o našem Osončju in kozmosu), ampak bi nam lahko pomagali tudi pri zagotavljanju našega dolgoročnega preživetja kot vrste.
