wszechświat
Autor: Przemek Berg | dodano: 2014-02-26
Bliskie spotkanie z NEO

Fot. BE&W

Wielka kometa lub asteroida może zniszczyć naszą cywilizację i wymazać z powierzchni Ziemi wyższe formy życia. Jednak katastrofalne szkody może wyrządzić także zderzenie ze znacznie mniejszym ciałem niebieskim. Wystarczy, by NEO (Near Earth Object – obiekt bliski Ziemi) miał 20 m średnicy i masę około 20 tys. ton.

Tak małe obiekty NEO, wielkości autobusu, są zwykle późno wykrywane – a bywa nawet, jak to pokazał przypadek bolidu czelabińskiego (15 lutego 2013 r.), że przed wtargnięciem w ziemską atmosferę nikt ich nie zauważy. Ich eksplozja – nad powierzchnią Ziemi, jak to miało miejsce w Czelabińsku, lub na jej powierzchni – może wyzwolić energię kilkadziesiąt razy większą niż siła bomby atomowej zrzuconej na Hiroszimę. Duże obiekty NEO, o średnicach kilkuset metrów oraz większych, byłyby oczywiście jeszcze groźniejsze. Choć łatwiej je wykryć, gdyby znalazły się na kursie kolizyjnym z Ziemią, nie do końca wiadomo, jak można by je odpowiednio wcześnie unieszkodliwić –  niszcząc albo zmieniając trajektorię ich lotu. Rozpatruje się kilka teoretycznie możliwych scenariuszy, ale jak przebiegałaby ich realizacja w praktyce – tego nikt dzisiaj nie potrafi przewidzieć. Na szczęście duże obiekty uderzają w Ziemię bardzo rzadko.

Kosmiczny gruz

Obiekty NEO to przede wszystkim asteroidy. Za asteroidy lub planetoidy przyjmuje się zwykle obiekty mające więcej niż 50 m średnicy. Mniejsze uznaje się za meteoroidy, jak ten z Czelabińska. Istnieją także bliskie Ziemi komety – tych jednak jest bardzo mało; na ponad 10 tys. obiektów należących obecnie do kategorii NEO zaledwie około 100 to komety. Reszta to głównie asteroidy. Obiekty typu NEO są badane (wykrywane) i katalogowane przez główne agencje kosmiczne świata, NASA i ESA, oraz kilka niezależnych programów badawczych, np. Catalina Sky Survey czy Siding Spring Survey. Najdłużej trwający program detekcji obiektów bliskich i potencjalnie niebezpiecznych dla Ziemi (pod nazwą Near Earth Objects) prowadzi NASA, z upoważnienia Kongresu USA.

NEO pochodzą głównie z pasa asteroid leżącego w Układzie Słonecznym między orbitami Marsa i Jowisza. Należą do tej grupy większe i mniejsze okruchy kosmiczne, które orbitując wokół Słońca, zbliżają się do Ziemi, a w wielu przypadkach nawet przecinają jej orbitę. Ich lwia część to asteroidy i wówczas nazywa się je asteroidami bliskimi Ziemi (NEAs). W zależności od tego, jak blisko nas krążą obiekty NEA, dzieli się je na kilka podgrup. Te najbliższe, których orbity zawierają się wewnątrz orbity naszej planety, należą do grupy Atiry. Dalsze, poruszające się przeważnie wewnątrz ziemskiej orbity, zalicza się do grupy Atena. Kolejne zaś, przecinające orbitę ziemską, zwykle poruszają się jednak poza jej obszarem i wchodzą w skład grupy Apolla. Natomiast te, które nie przecinają orbity Ziemi, choć też są stosunkowo blisko, tworzą grupę Amora.

Asteroidy bliskie Ziemi mają różną wielkość i budowę. Są to zarówno zwarte obiekty skaliste czy żelaziste, jak i rozdrobniony, utrzymywany siłami grawitacji gruz. Bywają też asteroidy z dużą zawartością wody. Najczęściej są to ciała o wielkości od 100 do 1000 m. Kilkaset ma średnicę powyżej 1 km. Największa asteroida bliska Ziemi – Ganymed – to 32-kilometrowy olbrzym. Na szczęście nam nie zagraża.

Bliskie i groźne

Jednak wśród obiektów NEO, a zwłaszcza NEA, są też takie, które mogą nam w przyszłości wyrządzić szkodę. Naukowcy nazywają je planetoidami potencjalnie niebezpiecznymi (PHA, czyli Potentially Hazardous Asteroids). Wyniki badań sondy WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) wskazują, że takich potencjalnie niebezpiecznych asteroid o średnicach powyżej 100 m jest wokół Ziemi około 5 tys. Obecnie bierze się pod uwagę i dokładniej bada prawie 1500 z nich, przy czym większość należy do grupy Apolla, a więc ciał, które wprawdzie przecinają orbitę Ziemi, ale większą część swojej drogi przemierzają poza jej obszarem. Liczba ta zresztą ciągle się zmienia, ponieważ niektóre obiekty uznawane jako potencjalnie niebezpieczne dla Ziemi wypadają z rejestru po przeprowadzeniu dokładniejszych pomiarów ich ruchu. W miejsce skreślonych pojawiają się jednak kolejne: wystarczy, by w pasie asteroid jakieś ciała zderzyły się ze sobą –  a to dzieje się tam na porządku dziennym – a wówczas jedno z nich może szybko i nieoczekiwanie pomknąć w stronę Ziemi.

Skalę ryzyka zderzenia obiektu bliskiego Ziemi z Ziemią ocenia się według dwóch miar – prostej, tzw. skali Torino, i bardziej skomplikowanej, noszącej nazwę Palermo Technical Impact Hazard Scale. Najczęściej i najszybciej stosowana skala Torino (przyjęta przez Międzynarodową Unię Astronomiczną – IAU – właśnie w Turynie we Włoszech, w 1999 r.) ­ określa ryzyko w 11 punktach: od 0, w którym ryzyka nie ma w ogóle, do 10, gdy zderzenie z asteroidą bliską Ziemi jest pewne w 100%. Obecnie żaden z obiektów NEO, nawet tych, które należą do grupy owych 1500 potencjalnie niebezpiecznych, nie stwarza realnego zagrożenia katastrofą kosmiczną. Innymi słowy –  ocena tego ryzyka nie wykracza poza pierwsze punkty skali.

Ale to może się zmienić. W grudniu 2004 r. ­ Gordon Garradd, astronom australijski, pracujący w ramach finansowanego przez NASA programu NEO, odkrył asteroidę o średnicy ponad 300 m, oznaczoną następnie 2004 MN4 i zwaną też, od staroegipskiego demona ciemności i chaosu, Apophisem. Dokładniejsze badania jej drogi kazały przypuszczać, że prawdopodobieństwo zderzenia z Ziemią w latach 2029 i 2036 będzie bardzo duże. Oszacowano je na 1 do 37 – to aż 2,7-procentowa pewność, że Apophis zderzy się z Ziemią! Zagrożenie uznano za niezwykle poważne, ponieważ 25 lat na unieszkodliwienie lub zmianę toru lotu sporej asteroidy to wbrew pozorom raczej niewiele. Apophis natychmiast wskoczył na wyższe, opisujące bardziej niebezpieczne sytuacje, miejsca skali Torino. Zderzenie z Ziemią – w zależności od składu i budowy Apophisa – mogłoby wywołać katastrofę o zasięgu kontynentalnym. Obecnie uważa się, że wyzwoliłoby energię równą około 500 megatonom trotylu. Dla porównania, najsilniejsza znana nam erupcja wulkanu – indonezyjskiego Krakatau – wyzwoliła energię 200 megaton, a wybuch bomby atomowej zrzuconej na Hiroszimę – energię zaledwie 0,013 megatony trotylu.

Ponieważ 70% powierzchni Ziemi to oceany, z dużą dozą prawdopodobieństwa Apophis spadłby właśnie tam. To oznacza jednak powstanie wielkich fal tsunami, co także byłoby dla naszej cywilizacji bardzo niebezpieczne. Na szczęście dokładniejsze badania orbity obiektu wykazały, że niebezpieczeństwo zderzenia jest nikłe. Obiekt znów zajął pozycję „0” w skali Torino. Wiadomo też, że asteroida bardzo zbliży się do Ziemi w 2029 r. – na odległość około 38 tys. km –  ale choć to blisko, niemal na pewno nam nie zagrozi.

Bać się czy nie?

Dość trudno na to pytanie odpowiedzieć. Badacze obiektów NEO obliczają, że zderzenie z asteroidą o średnicy 10 km przydarza się Ziemi raz na 100 mln lat. Zważywszy, że do zderzenia takiego doszło około 65 mln lat temu na Jukatanie – co wywołało gigantyczne zmiany klimatu ziemskiego i wymieranie wielu gatunków – mamy jeszcze chwilę. Ale już zderzenie z obiektem o średnicy 200–250 m zdarza się raz na 160 tys. lat, a ze 100–140-metrowym raz na 30 tys. lat. To w skali historii naszego gatunku wciąż dość długo, jednak obiekty jeszcze mniejsze – też groźne, choć już tylko lokalnie – uderzają w Ziemię znacznie częściej. Najmniejsze – meteoroidy – upadają na naszą planetę tysiącami każdego dnia, tyle że większości tych zdarzeń nie rejestrujemy. Zresztą najmniejsze z meteroidów – milimetrowe czy centymetrowe – całkowicie „spalają się” w atmosferze.

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 03/2014 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
09/2020
08/2020
Kalendarium
Wrzesień
20
W 1966 r. wystrzelono amerykańską sondę księżycową Surveyor 2.
Warto przeczytać
W zagubionej w lesie deszczowym Papui Nowej Gwinei jest maleńka wioska Gapun, w której mieszka 200 osób. Tylko 45 z nich mówi rdzennym językiem tayapu i z roku na rok jest ich coraz mniej. Amerykański antropolog Don Kulick postanawia udokumentować proces wymierania tego języka.

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Przemek Berg | dodano: 2014-02-26
Bliskie spotkanie z NEO

Fot. BE&W

Wielka kometa lub asteroida może zniszczyć naszą cywilizację i wymazać z powierzchni Ziemi wyższe formy życia. Jednak katastrofalne szkody może wyrządzić także zderzenie ze znacznie mniejszym ciałem niebieskim. Wystarczy, by NEO (Near Earth Object – obiekt bliski Ziemi) miał 20 m średnicy i masę około 20 tys. ton.

Tak małe obiekty NEO, wielkości autobusu, są zwykle późno wykrywane – a bywa nawet, jak to pokazał przypadek bolidu czelabińskiego (15 lutego 2013 r.), że przed wtargnięciem w ziemską atmosferę nikt ich nie zauważy. Ich eksplozja – nad powierzchnią Ziemi, jak to miało miejsce w Czelabińsku, lub na jej powierzchni – może wyzwolić energię kilkadziesiąt razy większą niż siła bomby atomowej zrzuconej na Hiroszimę. Duże obiekty NEO, o średnicach kilkuset metrów oraz większych, byłyby oczywiście jeszcze groźniejsze. Choć łatwiej je wykryć, gdyby znalazły się na kursie kolizyjnym z Ziemią, nie do końca wiadomo, jak można by je odpowiednio wcześnie unieszkodliwić –  niszcząc albo zmieniając trajektorię ich lotu. Rozpatruje się kilka teoretycznie możliwych scenariuszy, ale jak przebiegałaby ich realizacja w praktyce – tego nikt dzisiaj nie potrafi przewidzieć. Na szczęście duże obiekty uderzają w Ziemię bardzo rzadko.

Kosmiczny gruz

Obiekty NEO to przede wszystkim asteroidy. Za asteroidy lub planetoidy przyjmuje się zwykle obiekty mające więcej niż 50 m średnicy. Mniejsze uznaje się za meteoroidy, jak ten z Czelabińska. Istnieją także bliskie Ziemi komety – tych jednak jest bardzo mało; na ponad 10 tys. obiektów należących obecnie do kategorii NEO zaledwie około 100 to komety. Reszta to głównie asteroidy. Obiekty typu NEO są badane (wykrywane) i katalogowane przez główne agencje kosmiczne świata, NASA i ESA, oraz kilka niezależnych programów badawczych, np. Catalina Sky Survey czy Siding Spring Survey. Najdłużej trwający program detekcji obiektów bliskich i potencjalnie niebezpiecznych dla Ziemi (pod nazwą Near Earth Objects) prowadzi NASA, z upoważnienia Kongresu USA.

NEO pochodzą głównie z pasa asteroid leżącego w Układzie Słonecznym między orbitami Marsa i Jowisza. Należą do tej grupy większe i mniejsze okruchy kosmiczne, które orbitując wokół Słońca, zbliżają się do Ziemi, a w wielu przypadkach nawet przecinają jej orbitę. Ich lwia część to asteroidy i wówczas nazywa się je asteroidami bliskimi Ziemi (NEAs). W zależności od tego, jak blisko nas krążą obiekty NEA, dzieli się je na kilka podgrup. Te najbliższe, których orbity zawierają się wewnątrz orbity naszej planety, należą do grupy Atiry. Dalsze, poruszające się przeważnie wewnątrz ziemskiej orbity, zalicza się do grupy Atena. Kolejne zaś, przecinające orbitę ziemską, zwykle poruszają się jednak poza jej obszarem i wchodzą w skład grupy Apolla. Natomiast te, które nie przecinają orbity Ziemi, choć też są stosunkowo blisko, tworzą grupę Amora.

Asteroidy bliskie Ziemi mają różną wielkość i budowę. Są to zarówno zwarte obiekty skaliste czy żelaziste, jak i rozdrobniony, utrzymywany siłami grawitacji gruz. Bywają też asteroidy z dużą zawartością wody. Najczęściej są to ciała o wielkości od 100 do 1000 m. Kilkaset ma średnicę powyżej 1 km. Największa asteroida bliska Ziemi – Ganymed – to 32-kilometrowy olbrzym. Na szczęście nam nie zagraża.

Bliskie i groźne

Jednak wśród obiektów NEO, a zwłaszcza NEA, są też takie, które mogą nam w przyszłości wyrządzić szkodę. Naukowcy nazywają je planetoidami potencjalnie niebezpiecznymi (PHA, czyli Potentially Hazardous Asteroids). Wyniki badań sondy WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) wskazują, że takich potencjalnie niebezpiecznych asteroid o średnicach powyżej 100 m jest wokół Ziemi około 5 tys. Obecnie bierze się pod uwagę i dokładniej bada prawie 1500 z nich, przy czym większość należy do grupy Apolla, a więc ciał, które wprawdzie przecinają orbitę Ziemi, ale większą część swojej drogi przemierzają poza jej obszarem. Liczba ta zresztą ciągle się zmienia, ponieważ niektóre obiekty uznawane jako potencjalnie niebezpieczne dla Ziemi wypadają z rejestru po przeprowadzeniu dokładniejszych pomiarów ich ruchu. W miejsce skreślonych pojawiają się jednak kolejne: wystarczy, by w pasie asteroid jakieś ciała zderzyły się ze sobą –  a to dzieje się tam na porządku dziennym – a wówczas jedno z nich może szybko i nieoczekiwanie pomknąć w stronę Ziemi.

Skalę ryzyka zderzenia obiektu bliskiego Ziemi z Ziemią ocenia się według dwóch miar – prostej, tzw. skali Torino, i bardziej skomplikowanej, noszącej nazwę Palermo Technical Impact Hazard Scale. Najczęściej i najszybciej stosowana skala Torino (przyjęta przez Międzynarodową Unię Astronomiczną – IAU – właśnie w Turynie we Włoszech, w 1999 r.) ­ określa ryzyko w 11 punktach: od 0, w którym ryzyka nie ma w ogóle, do 10, gdy zderzenie z asteroidą bliską Ziemi jest pewne w 100%. Obecnie żaden z obiektów NEO, nawet tych, które należą do grupy owych 1500 potencjalnie niebezpiecznych, nie stwarza realnego zagrożenia katastrofą kosmiczną. Innymi słowy –  ocena tego ryzyka nie wykracza poza pierwsze punkty skali.

Ale to może się zmienić. W grudniu 2004 r. ­ Gordon Garradd, astronom australijski, pracujący w ramach finansowanego przez NASA programu NEO, odkrył asteroidę o średnicy ponad 300 m, oznaczoną następnie 2004 MN4 i zwaną też, od staroegipskiego demona ciemności i chaosu, Apophisem. Dokładniejsze badania jej drogi kazały przypuszczać, że prawdopodobieństwo zderzenia z Ziemią w latach 2029 i 2036 będzie bardzo duże. Oszacowano je na 1 do 37 – to aż 2,7-procentowa pewność, że Apophis zderzy się z Ziemią! Zagrożenie uznano za niezwykle poważne, ponieważ 25 lat na unieszkodliwienie lub zmianę toru lotu sporej asteroidy to wbrew pozorom raczej niewiele. Apophis natychmiast wskoczył na wyższe, opisujące bardziej niebezpieczne sytuacje, miejsca skali Torino. Zderzenie z Ziemią – w zależności od składu i budowy Apophisa – mogłoby wywołać katastrofę o zasięgu kontynentalnym. Obecnie uważa się, że wyzwoliłoby energię równą około 500 megatonom trotylu. Dla porównania, najsilniejsza znana nam erupcja wulkanu – indonezyjskiego Krakatau – wyzwoliła energię 200 megaton, a wybuch bomby atomowej zrzuconej na Hiroszimę – energię zaledwie 0,013 megatony trotylu.

Ponieważ 70% powierzchni Ziemi to oceany, z dużą dozą prawdopodobieństwa Apophis spadłby właśnie tam. To oznacza jednak powstanie wielkich fal tsunami, co także byłoby dla naszej cywilizacji bardzo niebezpieczne. Na szczęście dokładniejsze badania orbity obiektu wykazały, że niebezpieczeństwo zderzenia jest nikłe. Obiekt znów zajął pozycję „0” w skali Torino. Wiadomo też, że asteroida bardzo zbliży się do Ziemi w 2029 r. – na odległość około 38 tys. km –  ale choć to blisko, niemal na pewno nam nie zagrozi.

Bać się czy nie?

Dość trudno na to pytanie odpowiedzieć. Badacze obiektów NEO obliczają, że zderzenie z asteroidą o średnicy 10 km przydarza się Ziemi raz na 100 mln lat. Zważywszy, że do zderzenia takiego doszło około 65 mln lat temu na Jukatanie – co wywołało gigantyczne zmiany klimatu ziemskiego i wymieranie wielu gatunków – mamy jeszcze chwilę. Ale już zderzenie z obiektem o średnicy 200–250 m zdarza się raz na 160 tys. lat, a ze 100–140-metrowym raz na 30 tys. lat. To w skali historii naszego gatunku wciąż dość długo, jednak obiekty jeszcze mniejsze – też groźne, choć już tylko lokalnie – uderzają w Ziemię znacznie częściej. Najmniejsze – meteoroidy – upadają na naszą planetę tysiącami każdego dnia, tyle że większości tych zdarzeń nie rejestrujemy. Zresztą najmniejsze z meteroidów – milimetrowe czy centymetrowe – całkowicie „spalają się” w atmosferze.