Nowe równanie pozwoli dokładniej śledzić nadlatujące asteroidy

Zaproponowane przez astronomów nowe równanie pozwoli na łatwiejsze i dokładniejsze śledzenie orbit asteroid znajdujących się na potencjalnym kursie kolizyjnym z Ziemią.

.Wykorzystując zjawisko zidentyfikowane po raz pierwszy przez Sir Isaaca Newtona, a następnie potwierdzone przez Alberta Einsteina, naukowcy opracowali równanie na precyzyjne określenie pozycji mniejszych obiektów znajdujących się w Układzie Słonecznym. Należą do nich te w Pasie Kuipera – regionie lodowych obiektów, w tym Plutona i innych planet karłowatych poza orbitą Neptuna – oraz rozległemu, zamarzniętemu, sferycznemu obłokowi pyłu, lodu i planetoid, zwanemu Obłokiem Oorta, który jest najbardziej odległym regionem w Układzie Słonecznym i domem dla wielu komet długookresowych (obiegających Słońce w czasie dłuższym niż 200 lat).

W nowym badaniu, opublikowanym w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society naukowcy przedstawili dokładne obliczenia grawitacyjnego kąta odchylenia światła (GBL) przez statyczny masywny obiekt, taki jak Słońce lub wolno poruszające się planety.

Newton był pierwszym, który zaproponował, że światło może zostać zakrzywione przez grawitację, chociaż to Einstein dokładniej opisał to, publikując swoją ogólną teorię względności w 1915 roku. Teoria ta z powodzeniem przewidziała kąt odchylenia światła z odległych gwiazd.

Naukowcy z University of Murcia w Hiszpanii, pod kierownictwem Oscara del Barco Novillo, zaproponowali dokładne równanie dla kąta GBL, gdy zarówno źródło, jak i obserwator znajdują się w dowolnej odległości od statycznej masy grawitacyjnej.

Jest to ważne, ponieważ może pozwolić astronomom na określenie dokładnej lokalizacji asteroid i mniejszych obiektów w Układzie Słonecznym, umożliwiając tym samym dokładniejsze obliczenie ich orbit wokół Słońca i ułatwiając wykrywanie tych potencjalnie niebezpiecznych dla Ziemi.

„Mamy nadzieję, że pozwoli nam to nawet dokładniej zlokalizować najbliższą naszej planecie gwiazdę po Słońcu, zwaną Proxima Centauri, która znajduje się w odległości 4,25 lat świetlnych i uważa się, że krążą wokół niej trzy egzoplanety. Jeśli uda się ustalić jej dokładną lokalizację, pomoże to również w precyzyjnym oszacowaniu orbit jej planet. Nasze badanie, które opierało się na geometrycznym modelu optycznym, skutkowało powstaniem równania dla najdokładniejszego jak dotąd obliczenia kąta GBL przez statyczny masywny obiekt – taki jak Słońce lub planety Układu Słonecznego” – mówi Novillo.

„Może to mieć wpływ na precyzyjne pozycjonowanie odległych gwiazd, a także prawidłową lokalizację mniejszych obiektów w Układzie Słonecznym, takie jak asteroidy, w celu lepszego oszacowania ich dokładnych orbit. W związku z tym różne gałęzie astronomii i astrofizyki, takie jak mechanika nieba czy dynamika gwiazd, mogą skorzystać z nowych obliczeń” – dodaje.

Nowe równanie może również pomóc w bardziej precyzyjnym lokalizowaniu odległych galaktyk, które są zniekształcone i powiększone przez duże ilości masy znajdującej się w jej przed nią, takie jak gromady galaktyk, z powodu słabego soczewkowania grawitacyjnego. Jak twierdzą naukowcy jest to ważne w dziedzinie astrometrii, gałęzi astronomii, która obejmuje precyzyjne pomiary pozycji i ruchów gwiazd oraz innych ciał niebieskich.

Może to nawet przyczynić się do stworzenia bardziej precyzyjnych map rozkładu masy w gromadach galaktyk, zwłaszcza we współpracy z misją Euclid Europejskiej Agencji Kosmicznej, która przesłała pierwsze zdjęcia w zeszłym roku. Zadaniem teleskopu kosmicznego jest zbadanie, w jaki sposób ciemna materia i ciemna energia sprawiły, że Wszechświat wygląda tak, jak jest obserwowany obecnie. W ciągu lat Euclid będzie obserwował kształty, odległości i ruchy miliardów galaktyk oddalonych o 10 miliardów lat świetlnych, w celu stworzenia największej kosmicznej mapy 3D, jaką kiedykolwiek powstała.

.„Fundamentalne znaczenie naszego nowego równania polega na jego dokładności w obliczaniu kąta GBL ze względu na statyczną masę grawitacyjną, w porównaniu z poprzednimi przybliżonymi równaniami opartymi na formalizmie post-Newtonowskim. W rezultacie może to mieć kluczowe znaczenie dla znalezienia dokładnej lokalizacji pomniejszych obiektów niebieskich w naszym Układzie Słonecznym, a w konsekwencji lepszego określenia ich orbit wokół Słońca. Nowe badania powinny być zatem ważne dla astronomów i astrofizyków pracujących nad ultraprecyzyjnymi pomiarami astrometrycznymi, w szczególności w badaniach soczewkowania grawitacyjnego” – podsumowuje Novillo.

Oprac. EG