Los observatorios están separados por 173 km. La distancia relativamente cercana permite una correlación más precisa de sus datos. Crédito: © 2020 Ohsawa et al.
Los investigadores le dan al radar nuevas habilidades utilizando datos ópticos sobre meteoros.
Se cree que cada día caen a la Tierra más de 1.000 kilogramos del denominado polvo interplanetario. Este polvo es esencialmente una cantidad incalculable de pequeños meteoritos débiles, restos descartados de asteroides y cometas que pasan por la Tierra. Dos formas de estudiar meteoros débiles son las observaciones ópticas y de radar, cada una con ventajas y limitaciones. Los astrónomos han combinado observaciones específicas con ambos métodos y ahora pueden utilizar el radar para realizar el tipo de observaciones que antes solo podían realizar los telescopios ópticos.
Nuestro sistema solar es un lugar ajetreado; además de los grandes cuerpos con los que todos estamos familiarizados, existe una cantidad incontable de asteroides rocosos y cometas helados. Estos en su mayoría permanecen en sus órbitas lejos de la Tierra, pero muchos también deambulan por el sistema solar. Al hacerlo, desprenden algo de material debido a colisiones, deformaciones o calentamiento. Debido a esto, la Tierra está rodeada de pequeñas partículas que llamamos polvo interplanetario. Al investigar el tamaño y la composición del polvo interplanetario, los astrónomos pueden investigar indirectamente la actividad y la composición de los cuerpos parentales.
“Cuando está en el espacio, el polvo interplanetario es prácticamente invisible. Sin embargo, alrededor de 1.000 kilogramos caen a la Tierra todos los días en forma de pequeños meteoritos que aparecen como rayas brillantes en el cielo nocturno ”, dijo el astrónomo Ryou Ohsawa del Instituto de Astronomía de la Universidad de Tokio. “Podemos observarlos con radares terrestres e instrumentos ópticos. El radar es útil ya que puede cubrir áreas amplias y recopilar grandes lecturas, pero los telescopios ópticos pueden brindar información más detallada útil para nuestros estudios. Así que nos propusimos cerrar esta brecha para aumentar nuestra capacidad de observación “.
El enorme telescopio dentro del Observatorio Kiso estaba inclinado para apuntar 100 km por encima del sitio de MU. Crédito: © 2020 La Universidad de Tokio
El radar terrestre es muy bueno para detectar el movimiento de los meteoros, pero no revela mucha información sobre la masa o composición de los meteoros. Los telescopios ópticos y los sensores pueden inferir esos detalles basándose en la luz emitida por los meteoros que caen debido a la interacción con la atmósfera. Sin embargo, los telescopios tienen un campo de visión limitado y hasta hace poco carecían de la sensibilidad para ver meteoros débiles. Ohsawa y su equipo deseaban imbuir a los observatorios de radar con los poderes de los ópticos. Después de unos años, finalmente lo han logrado.
“Pensamos que si se podían observar suficientes meteoros simultáneamente con instalaciones ópticas y de radar, los detalles de los meteoros en los datos ópticos también podrían corresponder a patrones nunca antes vistos en los datos del radar”, dijo Ohsawa. “Me complace informar que, de hecho, este es el caso. Registramos cientos de eventos durante varios años y ahora hemos adquirido la capacidad de leer información sobre la masa de meteoros a partir de señales sutiles en los datos del radar ”.
En 2009, 2010 y 2018, el equipo utilizó la instalación de radar de atmósfera media y alta (MU), operada por la Universidad de Kyoto y ubicada en Shigaraki, prefectura de Shiga, y el Observatorio Kiso, operado por la Universidad de Tokio, en la prefectura de Nagano. lado del monte Ontake. Están separados por 173 kilómetros, lo cual es importante: cuanto más cercanas estén las instalaciones, más precisa será la correlación de los datos de ellas. MU apunta directamente hacia arriba, pero Kiso se puede inclinar, por lo que se señaló 100 km por encima del sitio de MU. El equipo vio 228 meteoros con ambas instalaciones y esto fue suficiente para derivar una relación estadísticamente confiable para conectar las observaciones ópticas y de radar.
“El análisis de datos fue laborioso”, dijo Ohsawa. “Un instrumento sensible llamado cámara de campo amplio Tomo-e Gozen montada en el telescopio Kiso capturaba más de un millón de imágenes por noche. Esto es demasiado para que lo analicemos manualmente, por lo que desarrollamos un software para reconocer automáticamente meteoros débiles. De lo que hemos aprendido aquí, esperamos extender este proyecto y comenzar a usar el radar para investigar la composición de los meteoros. Esto podría ayudar a los astrónomos a explorar cometas y aspectos de la evolución del sistema solar como nunca antes ”.
Referencia: “Relación entre la sección transversal del radar y la magnitud óptica basada en observaciones ópticas y de radar simultáneas de meteoros débiles” por Ryou Ohsawa, Akira Hirota, Kohei Morita, Shinsuke Abe, Daniel Kastinen, Johan Kero, Csilla Szasz, Yasunori Fujiwara, Takuji Nakamura, Koji Nishimura, Shigeyuki Sako, Jun-ichi Watanabe, Tsutomu Aoki, Noriaki Arima, Ko Arimatsu, Mamoru Doi, Makoto Ichiki, Shiro Ikeda, Yoshifusa Ita, Toshihiro Kasuga, Naoto Kobayashi, Mitsuru Kokubo, Masahiro Koneishi Maharata, Hiroyuki Miyuki Yuki Mori, Mikio Morii, Tomoki Morokuma, Kentaro Motohara, Yoshikazu Nakada, Shin-ichiro Okumura, Yuki Sarugaku, Mikiya Sato, Toshikazu Shigeyama, Takao Soyano, Hidenori Takahashi, Masaomi Tanaka, Ken’ichi Tarusawa, Nozomu Uumihraga, Serenori Usui, Takuya Yamashita y Makoto Yoshikawa, 10 de agosto de 2020, Ciencia planetaria y espacial.
DOI: 10.1016 / j.pss.2020.105011
