W hicie kinowym z 1998 roku, Bruce Willis i Ben Affleck by ocalić świat wysadzają asteroidę zmierzającą w kierunku naszej planety. Film był wyłącznie produkcją science-fiction, jednak problem zderzenia z kosmiczną skałą jest bardzo realny.
Naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie wnikliwie badają te zagadnienie – analizują jak najlepiej w rzeczywistości zmierzyć się z asteroidami, na trasie których znajdzie się Ziemia. Na pewno będzie to zdecydowanie bardziej skomplikowane niż rozwiązania z filmów.
Astrofizycy nie mają wątpliwości, że najlepszą metodą na uniknięcie katastrofalnej w skutkach kolizji, byłaby zmiana trajektorii lotu asteroidy. - By to się udało, musimy umieć przewidzieć wszystko to co stałoby się po przeprowadzeniu eksplozji na asteroidzie – mówi David Polishook, doktorant Wydziału Geofizyki i Studiów Planetarnych Uniwersytetu w Tel Awiwie. Badaniami nad strukturą i składem asteroid kieruje Dr. Noah Brosch.
Podstawowym zadaniem jest właśnie dokładne poznanie składu i struktury kosmicznych obiektów. Dopiero wtedy można analizować metody niszczenia asteroid, zanim dotrą do ziemskiej atmosfery. Dokładne badania pozwolą uniknąć katastrofy – wysadzenie dużej asteroidy może jedynie rozbić ją na wiele mniejszych, równie niebezpiecznych. Nawet po takim rozbiciu mniejsze fragmenty mogą osiągać rozmiary 100 m średnicy. Jest to rozmiar asteroidy dwukrotnie większej niż ta, która pozostawiła po sobie sławny krater w Arizonie...
- Wszystkie dane, które badamy mogą mieć decydujący wpływ na przyszłe plany zmiany kursu asteroid zmierzających ku Ziemi. Konieczna jest wiedza o tym, czy asteroidy to jednolite skały, czy na przykład przypominają żwir. Jeśli nie są jednolite, to jaka siła spaja ze sobą ich elementy składowe? W jaki sposób będą się rozpadały? - pyta Polishook.
Odpowiedzią może być ruch, jakim poruszają się asteroidy. Obserwując zmiany jasności obiektu można ocenić jego kształt i moment obrotowy, ale także charakterystykę powierzchni. Zdaniem Polishooka to dobry punkt wyjścia do szacowania składu.
W swych obserwacjach naukowcy wykorzystali fakt, że niewielkie asteroidy zmieniają prędkość swojej rotacji przyspieszając i zwalniając cyklicznie. Dzieje się tak cyklicznie, średnio co 100 tys. lat – jest to bardzo częsta zmiana, w porównaniu choćby do wieku Układu Słonecznego, który wynosi 4,5 miliarda lat.
Prędkość obrotu asteroid zależy od siły światła słonecznego. Jest to efekt YORP (skrót od nazwisk Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack) - zjawisko zmiany prędkości rotacji małych nieregularnych asteroid pod wpływem promieniowania słonecznego. Ogrzewane słońcem obracające się ciało niebieskie ma niesymetryczny rozkład temperatury powierzchni. Słońce ogrzewa powierzchnię, przez co strona „wieczorna”, czyli część powierzchni na której słońce właśnie zachodzi lub przed chwilą zaszło, jest cieplejsza niż strona „poranna”, na której słońce wschodzi. Wynikiem jest silniejsze promieniowanie cieplne ze strony wieczornej. Związane z tym ciśnienie promieniowania powoduje powstanie niewielkiej, niezrównoważonej siły, która oddziałuje na to ciało. Siła ta działa tylko na obiekty niesymetryczne – takie jak asteroidy - suma momentów siły od promieniowania z każdego punktu powierzchni może być więc różna od zera. W rezultacie może pojawiać się niewielkie przyspieszenie kątowe, które spowoduje zwiększanie lub zmniejszanie się prędkości obrotu.
- Jeżeli efekt YORP sprawia, że asteroida obraca się szybciej niż jeden obrót w ciągu 2 godzin 20 minut, jest pewne, że obiekt będzie rozpadał się na części – mówi Polishook. Do tych wniosków naukowcy doszli po przeanalizowaniu ruchu obserwowanych asteroid. Czynnikiem, który najistotniej wpływa na przyspieszanie obrotu jest sama wielkość kosmicznych skał.
Wszystkie badania nie są jeszcze zakończone, ale już teraz badacze wierzą, że wyniki są znaczą podpowiedzią, w jaki sposób zachowują się asteroidy, i jakie kroki musiałyby podjąć agencje kosmiczne, by przeciwdziałać zderzeniu.
Przemysław Goławski
