Bolidy na celowniku satelitów meteorologicznych. Nowy sposób obserwacji meteorów

Naukowcy wykorzystują dane z satelitów meteorologicznych do wykrywania meteorów wchodzących w ziemską atmosferę. Wkrótce może udać się namierzyć więcej bolidów niż kiedykolwiek w przeszłości.
Jak wykryć meteory w ziemskiej atmosferze? Pomogą w tym satelity
Jak wykryć meteory w ziemskiej atmosferze? Pomogą w tym satelity

Pierwszego stycznia 2022 r., ok. 11:30 czasu lokalnego, Pittsburghiem wstrząsnęła potężna eksplozja. Mieszkańcy nie wiedzieli, co było jego źródłem – ani nie trzęsienie ziemi, ani nie grzmot. Według informacji NASA Meteor Watch na niebie Pittsburghu pojawił się meteor o średnicy ok. 1 metra, masie ponad 0,5 tony, pędzący z prędkością ponad 72 000 km/h. Eksplozja, która została przez nią wywołana została oszacowana na blisko 30 ton TNT.

Chociaż na świecie jest aktywnych kilka programów wykrywania bolidów i innego rodzaju kosmicznych zagrożeń, większość z nich patrzy w niebo z powierzchni Ziemi, m.in. NASA Meteorite Tracking and Recovery Network oraz NASA All-Sky Fireball Network. Nie są w stanie wykryć wszystkich bolidów wchodzące w naszą atmosferę, bo do wielu tego typu zdarzeń dochodzi nad oceanami.

Bolidy są rzadkie, a z powodu ograniczonych obszarów obserwacyjnych systemów naziemnych, bardzo niewiele bolidów jest wykrywanych z Ziemi – być może tylko kilka rocznie. Eksplozje bolidów są również bardzo szybkie, zazwyczaj trwają zaledwie ułamek sekundy, więc potrzebne są bardzo szybkie detektory.Jeffrey C. Smith z Instytutu SETI i główny badacz w projekcie Asteroid Threat Assessment Project w Centrum Badawczym Ames NASA

Bolidy na radarze satelitów

Okazało się, że mamy detektor do wykrywania meteorów, mimo iż nie zaprojektowano go stricte do tego celu. W 2018 r. zespół astronoma Petera Jenniskensa wykazał, że instrument Geostationary Lightning Mapper (GLM) na pokładzie satelity pogodowego NOAA GOES-16 może być użyty do obserwacji bolidów, wykrywając obiekty o rozmiarach od 10 cm do ok. 3 m.

Dwa lata temu zespół Smitha zaczął trenować algorytm uczenia maszynowego, pozwalający na wykrywanie bolidów w danych GLM. Celem uczonych było zbudowanie publicznie dostępnej bazy danych bolidów i ich krzywych blasku. Wyniki prac zostały opisane w czasopiśmie Icarus.

Poniżej można zobaczyć ponad 3000 bolidów wykrytych przez GLM na pokładzie satelitów GOES-16 i GOES-17 między lipcem 2017 a styczniem 2022 r. Niebieskie punkty to bolidy wykryte przez GOES-16, a różowe zostały namierzone przez GOES-17.

Orbity geostacjonarne satelitów GOES pozwalają im na monitorowanie półkuli zachodniej od 55 stopni szerokości geograficznej północnej do 55 stopni szerokości geograficznej południowej. Chociaż zasięg nie jest globalny, pozwala naukowcom uchwycić bezprecedensową liczbę meteorów w danych, które są dostępne dla społeczeństwa. Warto wspomnieć, że nikomu nie udało się dostrzec bolidu nad Pittsburghiem, ale GLM wykrył cztery jasne błyski światła.

To jedna z największych zalet używania satelitów geostacjonarnych – możemy wykryć zdarzenia w bardzo odległych obszarach, które są pomijane przez obserwatorów naziemnych. W tej chwili GLM jest jedynym dostępnym narzędziem, które pozwala uzyskać pokrycie całej półkuli w celu poszukiwania bolidów.Jeffrey C. Smith

Teraz naukowcy wykorzystują specjalne algorytmy komputerowe do przeglądania zebranych danych. Celem zespołu jest poprawienie precyzji wykrywania bolidów na tyle, aby do tego zadania nie była konieczna pomoc człowieka.