Asteroids@home – Asteroid nebo kometa?

Jak je ze složení zřejmé, může při přiblížení asteroidu ke Slunci vlivem slunečního záření docházet v perihelu velice snadno k částečnému uvolňování povrchové ledové vrstvy a vytvoření mikroatmosféry. Takováto tělesa nazýváme kometami. Uvolněné proudy prachu a plynu vytvoří kolem komety extrémně řídkou atmosféru, nazývanou „koma“. Síla, kterou na komu působí sluneční vítr způsobuje vytvoření ohromného ohonu.

Uvolněný prach a plyn vytvářejí dva samostatné ohony, které míří do mírně odlišných směrů. Prachový ohon zůstává vždy za oběžnou drahou komety a plynný vlivem slunečního větru míří vždy od Slunce. Ačkoliv pevné těleso komety (jádro) má obvykle průměr menší než 50 km, koma může být větší než Slunce a ohony mohou dosáhnout délky 150 milionů km. Kometou nazýváme všechny asteroidy, které se na své pouti přiblíží ke Slunci natolik, že při části své pouti mají komu. Dělíme je do tří skupin:

• krátkoperiodické - oběžná doba kratší než 200 let, jejich původ je v oblasti mezi Jupiterem a Neptunem
• dlouhoperiodické - oběžná doba delší než 200 let, ale stále zůstávají gravitačně závislé na Slunci, jejich zdrojem by měl být Rozptýlený disk
• Single-apparition comets (nemají zatím přesný český název) - po jediném obletu kolem Slunce je gravitace vynese navždy mimo Sluneční soustavu

Seznam periodických komet - http://www.cometography.com/periodic_comets.html
Seznam neperiodických komet - http://www.icq.eps.harvard.edu/bortle.html

Oběžné dráhy komet dále dělíme na:

• eliptické (40% pozorovaných objektů)
• hyperbolické (11% objektů)
• parabolické (49% objektů). Jedná se z velké části o dráhy komet, u kterých jsme zatím nedokázali přesně určit, zda jsou eliptické nebo hyperbolické.

Existuje mnoho hypotéz, jak a co způsobuje konkrétní dráhy komet a jejich vychylování. Od působení hypotetického dvojníka Slunce Nemesis, až po působení velkých těles za drahou Neptunu, jako by měla být Planeta X. Jsou zde ale mnohem reálnější hypotézy, které jsou přijímány širokou astronomickou obcí, že krátkoperiodické komety vznikají v Kuiperově pásu a dlouhoperiodické v Oortově oblaku. Poslední výzkumy se opírají o pozorování, které upřesňují jako hlavní zdroj krátkoperiodických komet právě nestabilní část naší Sluneční soustavy za Jupiterem mezi drahami planet Jupiter, Saturn, Uran a Neptun a dlouhoperiodických těles rozptýleného disku. Co se tedy přesně děje nebo může stát vlivem vzájemného gravitačního působení v této oblasti mezi planetami a minimálně stovkami asteroidů nemůžeme v současné době předpovědět ani podrobně sledovat (natož modelovat). O to překvapivější a nepředvídatelnější je asteroid, jehož dráha koliduje s oběžnou dráhou Země a který pro jeho menší rozměry nejsme zatím schopni předem zaznamenat. Na oběžné dráhy komet mají vliv hlavně planety Sluneční soustavy. Nejvíce je pak ovlivňuje díky své velikosti a hmotnosti planeta Jupiter. Proto prakticky nelze přesně určit odkud a kdy se k nám na dohled vrátí dlouhoperiodické komety a zda se do té doby nesrazí s jiným vesmírným objektem (tedy už se nevrátí).

Ročně proletí vnitřní částí naší Sluneční soustavy stovky komet, ovšem jen několik málo z nich je natolik viditelných, že zapůsobí na veřejnost. Přibližně jednou za deset let se pak vyskytne kometa, pozorovatelná i pouhým okem. Pokud kometa protne dráhu Země, následný průchod planety zbytky jejího prachového ohonu způsobí takzvaný meteorický roj. Ten bývá mnohokrát i jevem opakujícím se několik dalších let po sobě. Meteorický roj je efekt, kdy drobné částice (meteoroidy) vstupují do atmosféry. Vlivem velkého aerodynamického tření dochází k jejich prudkému zahřátí a většina z nich se prakticky okamžitě vypaří. Některá tělesa průlet atmosférou přežijí, ale dojde ke značnému zbrzdění jejich rychlosti. Ta poté dopadají na Zem rychlostí kolem 320 km/h a tomu, co z nich po dopadu zůstane, se říká meteorit.

Přímé srážky asteroidů se Zemí nejsou v její historii ničím ojedinělým a díky nim v podstatě vděčí naše planeta za své obrovské množství vody. Mnohé teorie spojují asteroidy i s původem života na naší planetě, ovšem v případě dinosaurů i se záhubou. Před 65 miliony let se Země střetla s planetkou o průměru asi 10 km. Dopadla v oblasti Yucatánského poloostrova a způsobila explozi o síle sto milionů megatun TNT (síla všech nukleárních zbraní na Zemi na vrcholu studené války). Při explozi byly vyvrženy do atmosféry miliardy tun hmoty, která zastínila na dlouhou dobu Slunce. Tenkrát vymřelo 3/4 všech druhů živočichů, žijících na naší planetě. Menších těles s dosti ničivými účinky dopadlo od té doby na naši planetu mnoho, poslední právě dne 15. 2. 2013. Takový objekt dokonce ani nemusí přímo dopadnout na povrch planety, aby způsobil obrovské škody. Dne 30. června 1908 se se Zemí střetl asteroid o průměru 50 m, který v ranních hodinách explodoval nad centrální Sibiří (dnešní Krasnojarský kraj) u řeky Podkamenná Tunguska (proto je známý jako Tunguzský meteorit) silou 15 megatun TNT (tisíckrát větší, než atomová bomba v Hirošimě). Byly zničeny obrovské plochy lesa na území cca 2200 km2, což odpovídá rozloze Lucemburska. Jen díky místu dopadu nebyly zaznamenány ztráty na lidských životech, jelikož na jiném místě by obdobná exploze vymazala z povrchu i to největší město.

V současné době je předpovězeno hned několik těles, která by v následujících několika letech mohla přímo ohrozit Zemi. V roce 2004 byla objevena planetka 2004MN4 s průměrem 320 m, známá jako Apophis (Ničitel). Dne 13. dubna (pátek) roku 2029 má dle aktuálních předpovědí minout Zemi ve vzdálenosti 37 000 km. Jen pro lepší představu, střední vzdálenost měsíce od Země je 384 403 km. Vlivem gravitace Země dojde k mírnému odklonění asteroidu od jeho pravidelné dráhy. Někteří astronomové se obávali, že planetka proletí tzv. „klíčovou dírkou“, tedy prostorem o průměru asi 550 metrů. Pokud by se tak skutečně stalo, znamenalo by to, že se Apophis dostane do rezonance se Zemí. Tato dráha by ji zpátky k naší planetě přivedla znovu po jiné dráze a srážka se Zemí by byla více pravděpodobná. Situace by se navíc periodicky opakovala. Dle současných propočtů by k průletu Apophise tímto prostorem nemělo dojít.

Další z potenciálně nebezpečných planetek nese označení 2004VD17 a její průměr je 580 m. Kvůli obtížnému sledování její dráhy byla považována dlouhou dobu za velmi nebezpečnou pro srážku se Zemí v roce 2104. K upřesnění její nebezpečnosti máme zatím dostatek času, jelikož se na oběžné dráze k Zemi přiblíží ještě v letech 2032, 2041, 2067, 2076 a 2087.
Nejbližší nebezpečí nyní představuje asteroid 2003QQ47, který má protnout dráhu Země 21. března 2014 a jehož průměr činí 1,2 km. I toto nebezpečí bylo nakonec dalšími pozorováními vyloučeno, ovšem návrat asteroidu v roce 2058 stále provázejí otazníky.

Jak je patrné z čísel asteroidů, k objevu jejich nebezpečných oběžných drah pro Zemi, došlo teprve v několika posledních letech. Přitom mnohé z nich jsou vhledem ke sklonu oběžné dráhy pro nás jen velmi těžko pozorovatelné. Jasným příkladem je právě objekt 2012DA14, který proletěl dne 15. 2. 2013 ve vzdálenosti pouhých 28 000 km od povrchu Země. Přitom byl objeven teprve 23. 2. 2012 a jeho velikost je srovnatelná s Tunguzským meteoritem.

Odhad pravděpodobnosti srážky objektu se Zemí a tedy i míra jeho nebezpečnosti se většinou v průběhu pozorování snižuje. Byla již nalezena celá řada objektů, u nichž byla při objevu pravděpodobnost srážky poměrně velká, ale dalšími pozorováními docházelo k upřesnění jejich dráhy a jejich nebezpečnost klesla až na nulu. Proto se aktuální seznam nebezpečných těles neustále mění a aktualizuje - http://neo.jpl.nasa.gov/risk/.

Kromě pozorování asteroidů a komet pozemními dalekohledy (která probíhají již staletí), nebo dokonce pouhým zrakem (o čemž svědčí už i jeskynní malby), se nám podařilo vyslat ke kometám i několik sond. Ty první (ESA Giotto, Vega 1 a 2) v roce 1986 proletěly kolem Halleyovy komety, aby ji fotografovaly a pozorovaly komu i samotné jádro. V roce 2001 sonda Deep Space 1 proletěla okolo jádra Borrellyovy komety a zprostředkovala astronomům další pozorování. Velkým posunem byla sonda Stardust, která v roce 2004 sesbírala prachové částečky komy komety Wild 2 a v roce 2006 je dopravila na zem. V roce 2005 pak projektil sondy Deep Impact narazil do komety Tempel 1 a vytvořil kráter s cílem prostudovat její povrch. V roce 2011 se díky vzorkům zachycených sondou Stardust začalo uvažovat o tom, že v jádrech komet může existovat voda v kapalném stavu.

Fotografie objektů podobných asteroidům jsme získali ještě o něco dříve, a to v roce 1971, kdy sonda Mariner 9 vyfotografovala Phobos a Deimos (dva měsíce Marsu), které jsou pravděpodobně gravitačně zachycenými asteroidy. Až tyto fotografie odhalily, že tyto měsíce mají nepravidelný tvar. První skutečně zblízka vyfotografovaný asteroid byl roku 1991 (951) Gaspra, jehož snímek pořídila sonda Galileo při cestě k Jupiteru.

Nemusíme ale pouze vysílat drahé sondy a čekat léta na jejich výsledky z jediného tělesa. Existuje i několik metod pozorování vesmírných objektů přímo ze Země. Těmi hlavními jsou fotometrie, radioastronomie nebo zákrytová pozorování.

Doporučené a související odkazy:
[1] Důležitá data projektu Asteroids@home
[2] Návod pro instalaci BOINC Managera
[3] Připojte se k Czech National Team
[4] Další důležité odkazy k projektu Czech National Team

Autor: Dušan Vykouřil (forest)

Korektoři:
Mgr. Josef Ďurech, Ph.D.
Mgr. Petr Scheirich, Ph.D.
Jaroslav Mikšovský
Vít Kliber
Radim Vančo
Ondřej Hájek

Všechny díly: