Planetoidy - Czyli Małe Planetki.pdf
(
938 KB
)
Pobierz
Planetoidy, czyli ma³eplanetki
O planetoidach zrobi¸o si« g¸oæno, gdy okaza¸o si«, ýe mog stanowi
kosmiczne zagroýenie. Dziæ przedstawia si« je takýe w innym, lepszym
æwietle. S bowiem æwiadkami wydarzeÄ z czasw narodzin planet
Planetoidy
,
czyli ma¸e planetki
D
Erik Asphaug
orastajc w erze kosmicznej, bawi¸em si« z przy-
jaci¸mi w grawitacj«. Ktoæ z nas wrzeszcza¸:
ãJesteæ na Ksi«ýycu!Ó Ð i trzeba by¸o przesadnie
wolno kroczy, tak jak to widzieliæmy w tele-
wizyjnej transmisji ldowania Apollo 11. ãJesteæ na Jowiszu!Ó
Ð wo¸a¸ ktoæ inny i zaczynaliæmy wymachiwa nogami i r«ka-
mi jak przy p¸ywaniu kraulem. Nikt jednak nigdy nie krzyk-
n¸: ãJesteæ na planetoidzie!Ó Ktý bowiem w czasach poprze-
dzajcych filmowy
Armageddon
w ogle wiedzia¸, czym jest
planetoida... Dziæ zarabiam na ýycie badaniem planetoid, ale
w dalszym cigu nie potrafi« na to pytanie odpowiedzie.
Cho nie widzieliæmy ýadnej z duýych planetoid z bliska,
sdzimy, ýe przypominaj one z wygldu pomniejszony
i mocno poturbowany Ksi«ýyc. Na takiej planetoidzie, w jesz-
cze s¸abszym niý ksi«ýycowe polu grawitacyjnym, astronau-
ci stawialiby znacznie d¸uýsze kroki. Jednak obiekty o æred-
nicy mniejszej niý kilkadziesit kilometrw maj pole
grawitacyjne tak s¸abe, ýe nie jest ono w stanie æcisn tych ma-
¸ych planetek do kszta¸tu choby z grubsza kulistego. Tak
maleÄkie ãæwiatyÓ przybieraj wi«c najrozmaitsze formy:
przypominaj g¸ow« jaszczurki, ziarno fasoli, z«by trzono-
we, orzeszki ziemne czy upiorne czerepy. Z powodu nieregu-
larnych kszta¸tw grawitacja moýe odcign ewentualnego
podrýnika od ærodka masy takiego obiektu, a gdy dojdzie
do tego si¸a odærodkowa (bo planetoidy obracaj si« wok¸
w¸asnej osi) Ð rezultat okaýe si« absurdalny! D¸ nie b«dzie do-
¸em, moýna b«dzie spaæ... na wierzcho¸ek gry albo skoczy
za wysoko i nigdy nie wrci, czy teý wprowadzi si« na wie-
le dni na chaotyczn (o majestatycznie powolnym ruchu) or-
bit« wok¸ planetoidy, po czym wyldowa w nieprzewidy-
walnym miejscu! Gdy ciæniesz przed siebie kamieÄ, moýe
uderzy ci« w g¸ow«. Ma¸y podskok przeniesie o 100 m w le-
wo, albo nawet... usunie planetoid« spod ng! W«drowiec Ð
choby o kociej zr«cznoæci Ð wsz«dzie pozostawia b«dzie
chmury py¸u, a resztki takiej ãatmosferyÓ utrzymaj si« w g-
rze przez dni i tygodnie.
Wszystkie te aspekty planetoidalnej fizyki nie s juý jedynie
teoretycznymi ciekawostkami czy opowiastkami dla dzieci.
Misje kosmiczne, takie jak NEAR (Near Earth Asteroid Rendez-
vous Ð spotkanie z planetoidami bliskimi Ziemi) Ð pierwszy
prbnik kosmiczny umieszczony na orbicie wok¸ planeto-
idy Ð radykalnie zmieniaj nasze rozumienie tych tajemni-
czych dotychczas obiektw. Pomimo starannych obserwacji
planetoid i ich sporadycznych zbliýeÄ do Ziemi nasza wiedza
o tych cia¸ach (i kometach, ktre powstawa¸y w tym samym
czasie) jest mniejsza niý o Ksi«ýycu sprzed ery badaÄ kosmicz-
nych. Na planetkach wsp¸istnieje wiele s¸abych si¸; ýadnej
nie moýna zaniedba, ýadnej teý nie da si« ¸atwo zasymulowa
w ziemskim laboratorium. Nie wiemy teý, czy planetoidy s
litymi bry¸ami, czy zlepkami rýnych kawa¸kw. Z jakich mi-
nera¸w si« sk¸adaj? Czy potrafi przetrwa zderzenia z in-
nymi ma¸ymi cia¸ami? Wreszcie Ð jak ldownik lub astronau-
ta poradz sobie na niesamowitej powierzchni planetoidy?
Niedopieczone planety
Studia doktoranckie rozpocz¸em podczas prezydentury
GeorgeÕa Busha, kiedy planetoidy uwaýano po prostu za mi-
goczce na niebie punkty, a raczej tysice æwiate¸ek poruszaj-
cych si« najcz«æciej w pasie mi«dzy orbitami Marsa i Jowisza.
Kilka nielicznych grup porusza si« tak, ýe ich cz¸onkowie nie-
kiedy zbliýaj si« do Ziemi; znane by¸y teý przybywajce z Wiel-
kich Przestworzy bardziej odleg¸e komety. Z okresowych zmian
barw oraz jasnoæci planetoid wnioskowano, ýe s one cia¸ami
o nieregularnych kszta¸tach i wielkoæci budynku czy nawet ca-
¸ego kraju. Zmierzone okresy obrotu planetek waha¸y si« od
kilku godzin do kilku dni. Bardziej szczeg¸owe w¸asnoæci tych
cia¸ by¸y jedynie wytworem wyobrani naukowcw.
Widma planetoid poruszajcych si« w pobliýu Ziemi i Mar-
sa wykazuj obecnoæ minera¸w skalnych i skalno-ýelaznych,
podczas gdy obiekty z okolic Jowisza s na og¸ ciemne i czer-
wone, co sugeruje, ýe ich pocztkowy sk¸ad chemiczny tylko
nieznacznie rýni¸ si« od tego, jaki mia¸a pierwotna mg¸awi-
ca, gdy 4.56 mld lat temu tworzy¸y si« z niej planety [
ilustracja
na stronie 34
]. Tak dok¸adne datowanie epoki planetarnych na-
rodzin uzyskuje si« na podstawie analizy iloæci izotopw o¸o-
wiu (produktu radioaktywnego rozpadu uranu) znajdujcych
si« w najstarszych ziarnach najprymitywniejszych meteory-
tw. A to, ýe meteoryty wywodz si« z planetoid, podejrze-
wano od bardzo dawna. Widma niektrych wygldaj niemal
identycznie jak widma wybranych typw planetek. Kolekcjo-
nerzy meteorytw zbieraj zatem okruchy planetoid!
Wielu astronomw przywyk¸o myæle, ýe obserwacje telesko-
powe uzupe¸nione analiz meteorytw mog zastpi bada-
nia planetoid za pomoc sond kosmicznych. I cho wyniki oka-
za¸y si« bardziej zagadkowe niý oczekiwano, badaczom uda¸o
si« z¸oýy kawa¸ki tej uk¸adanki w spjn ca¸oæ i naszkicowa
przebieg historii naszego Uk¸adu S¸onecznego. Nim z py¸o-
32 å
WIAT
N
AUKI
SierpieÄ 2000
DZIWNY KRATER NA EROSIE wyglda niczym gigantyczny ælad zwierz«cej ¸apy
(ærodek
dolnego obrazu)
. Nazwali go tak naukowcy, ktrzy pos¸ugujc si« materia¸ami nades¸any-
mi przez sond« NEAR, badaj szczeg¸owo t« kosmiczn ska¸« d¸ugoæci 33 km. Na drugiej
stronie Erosa znajduje si« m¸ode, siod¸owate wg¸«bienie
(lewa strona grnego obrazu)
o nie
wyjaænionej fakturze. Obecnie Ð dzi«ki obrazom takim jak ten Ð planetoidy z czysto astro-
nomicznych obiektw Ð tzn. poruszajcych si« po niebie æwieccych punktw Ð awansowa-
¸y do klasy obiektw geologicznych, ktrych æwiaty dopiero zaczynamy odkrywa.
Jak si« kr«c?
Gdzie si« w¸cz?
TROJAÁCZYCY
0.024
JOWISZ
1000
100
0.24
PAS
GüîWNY
DUûE PLANETOIDY NIGDY NIE OBRACAJ SI¢
SZYBCIEJ NIû OKOüO 10 RAZY NA DOB¢
10
2.4
MARS
ZIEMIA
1
24
SüOÁCE
GRECY
0.1
240
0.01
0.1
1 10
årednica planetoidy (kilometry)
100
2400
TYP S
TYP C
TYP D
DWIE GRUPY PLANETOID wyranie widoczne na wykresie przedsta-
wiajcym pr«dkoæci obrotu planetoid (
oæ pionowa
) w zaleýnoæci od ich
ærednic (
oæ pozioma
). Obiekty o ærednicach wi«kszych niý 200 m nigdy
nie obracaj si« szybciej niý raz na 2.2 godz. To graniczne tempo obrotu
daje si« prosto wyt¸umaczy, jeæli te planetoidy s zlepkami rumoszu,
ktry rozlatuje si« na boki, gdy wiruje zbyt szybko. Mniejsze planeto-
idy, mogce obraca si« szybciej, nawet raz na kilka minut, musz by
litymi ska¸ami. Przechodzenie obiektw jednego rodzaju w drugi nast«-
puje zapewne na skutek zderzeÄ.
GüîWNY PAS PLANETOID, gdzie porusza si« wi«kszoæ tych obiek-
tw, znajduje si« mi«dzy orbitami Marsa i Jowisza. Jednak tory nie-
ktrych ma¸ych planetek mog si« przecina z orbit Ziemi (zderze-
nia s wi«c niewykluczone), a innych Ð pokrywa si« z orbit Jowisza
wok¸ S¸oÄca (dotyczy to dwch grup planetoid na synchronicznej
orbicie jowiszowej Ð TrojaÄczykw i Grekw). Wewn«trzny pas g¸w-
ny to przewaýnie planetoidy kamienne lub ýelazno-kamienne (typ S);
planetoidy bardziej odleg¸e s ciemniejsze i bardziej czerwone, bo-
gatsze w w«giel (typy C i D).
wo-gazowej mg¸awicy utworzy¸y si« pla-
nety, musia¸ zaistnie taki stan poczt-
kowy, w ktrym pierwsze drobne ziarna
gromadzi¸y si« i zlepia¸y w rosnce
obiekty zwane planetozymalami. To one
sta¸y si« cegie¸kami budulcowymi pla-
net. Ale w obszarze poza orbit Marsa
rezonanse grawitacyjne z masywnym Jo-
wiszem stale miesza¸y w tyglu materii
i nie pozwala¸y, by jakiekolwiek cia¸o
uros¸o bardziej niý do ærednicy 1000 km.
Resztki nie ãzagospodarowanejÓ mate-
rii sta¸y si« dzisiejszymi planetoidami.
Najwi«ksze z niedosz¸ych planet mi-
mo to zgromadzi¸y wystarczajco duýo
energii wewn«trznej, by nastpi¸ w nich
proces rýnicowania struktury (dyferen-
cjacji); ci«ýkie metale roztapia¸y si«, sp¸y-
wa¸y ku centrum i tworzy¸y jdra tych
obiektw, lýejsze ska¸y wyp¸ywa¸y ku
powierzchni, a w kaýdym razie ku war-
stwom p¸ytszym. Dalsze przeobraýanie
ska¸ nast«powa¸o na skutek procesw
w magmie, niekiedy na planetoidach
wybucha¸y wulkany. I cho ýadna z nich
nie uros¸a na tyle, by utrzyma atmos-
fer« Ð uwodnione minera¸y znajdowane
w niektrych meteorytach æwiadcz
o tym, ýe woda w stanie ciek¸ym wyst«-
powa¸a na planetoidach cz«sto.
Stale post«pujcy proces przypadko-
wych zmian (randomizacji) nachyleÄ
oraz kszta¸tw orbit na skutek oddzia-
¸ywaÄ masywnego Jowisza sprawia¸, ýe
zderzenia planetozymali stawa¸y si« co-
raz gwa¸towniejsze. Zamiast cigle gro-
madzi materi« i rosn Ð niedosz¸e pla-
nety obt¸ukiwa¸y si« albo nawet roztrza-
skiwa¸y przy zderzeniach. Ich kawa¸ki,
zebrane w ãrodzinyÓ o podobnych wid-
mach, kontynuowa¸y drog« wok¸ S¸oÄ-
ca po zbliýonych orbitach. Wiele plane-
toid i meteorytw jest skalnym lub
ýelazno-skalnym gruzem z protoplanet,
ktre przesz¸y wczeæniej proces rýni-
cowania struktury. Inne planetki (oraz
wi«kszoæ komet) to bardziej prymityw-
ne pierwotne cia¸a, ktre z wielu powo-
dw nigdy nie podlega¸y rýnicowaniu.
S pozosta¸oæciami z czasw, kiedy pla-
nety jeszcze nie istnia¸y.
przenosz planetoidy z klasy obiektw
migoczcych na niebie do klasy poten-
cjalnych ldowisk sond i statkw ko-
smicznych. A wszystko to za spraw ad-
ministratora National Aeronautics and
Space Administration Daniela S. Goldi-
na oraz...dinozaurw i im to naukowcy
zajmujcy si« planetoidami powinni
przede wszystkim podzi«kowa.
Lansowana przez Goldina idea Ð
ãszybciej, lepiej, taniejÓ Ð okaza¸a si« dla
astronomii planetoid prawdziwym b¸o-
gos¸awieÄstwem, bowiem rzeczywiæcie
Ð odwiedziny ma¸ego ssiada s i szyb-
sze, i taÄsze niý misje do odleg¸ych, du-
ýych planet. Nie bez znaczenia dla pod-
j«cia decyzji o lotach ku planetoidom
by¸o takýe widmo ãognistej æmierciÓ
uderzajcej z gry Ð wszak odkrycie kra-
teru Chicxulub na Jukatanie potwierdzi-
¸o, ýe to upadek planetoidy lub komety
65 mln lat temu spowodowa¸ wygini«cie
ponad po¸owy gatunkw na Ziemi
[patrz: Walter Alvarez i Frank Asaro,
,,An Extraterrestrial ImpactÓ;
Scientific
American
, padziernik 1990 oraz Tom
Gehrels, ãZderzenia z kometami i pla-
netoidamiÓ;
åwiat Nauki
, maj 1996].
Powtrka z takiej katastrofy jest tylko
kwesti czasu. Ale nim skompletujemy
katalog wszystkich planetoid znaczco
zbliýajcych si« do Ziemi Ð a jest to praca,
ktr dopiero podj«liæmy Ð musz nam
wystarczy iæcie pokerowe oszacowania.
(Trzeba przy tym pami«ta, ýe nigdy nie
åwiat si« wali
Jeszcze 10 lat temu nieznane by¸y fi-
zyczne cechy ýadnej z planetoid; wielu
astronomw nie traktowa¸o zreszt tych
obiektw powaýnie. Pierwsza planeto-
ida odkryta w 1801 roku otrzyma¸a zgod-
nie z wczesnym zwyczajem nazw«
z mitologii (Ceres Ð przyp. red.). Ale gdy
znalezione planetoidy przysz¸o liczy
w dziesitkach, setkach, a nast«pnie w ty-
sicach Ð zacz«to im nadawa imiona ich
odkrywcw, potem ma¸ýonek tych od-
krywcw, nast«pnie dobroczyÄcw, ko-
legw, a nawet... psw. Teraz, po blisko
200 latach lekcewaýenia, gwa¸townie ro-
ænie ýywe zainteresowanie tymi cia¸ami
niebieskimi, bowiem nowe obserwacje
34 å
WIAT
N
AUKI
SierpieÄ 2000
1000
zdo¸amy utworzy kompletnego katalogu
komet, bo wtargni«cie kaýdej z nich do
wewn«trznych obszarw Uk¸adu S¸onecz-
nego to rzadki przypadek.) Prawdopodo-
bieÄstwo globalnej katastrofy kaýdego ro-
ku jest znacznie mniejsze niý szansa na
g¸wn wygran w totolotku. Nikt z nas
z pewnoæci nie zginie wskutek zderze-
nia Ziemi z planetoid. Jednak oszacowa-
nia prawdopodobieÄstwa apokaliptycz-
nego wyniszczenia ýycia budz groz«.
Zw¸aszcza ýe astronomowie za cz«sto wy-
liczaj potencjalne zagroýenie ze strony
planetoidy (najch«tniej w megatonach),
zamiast podawa ich ærednice wyraýone
w kilometrach. Podobni w tym jesteæmy
do artystw Ð chcielibyæmy przedstawi
dzie¸o Ð a wi«c planetoidy Ð w jak najlep-
szym æwietle, ale to rozg¸os u¸atwia p¸ace-
nie rachunkw.
Podekscytowani i zaciekawieni wcho-
dzimy wi«c w z¸oty wiek eksploracji ko-
met i planetoid. Uzyskaliæmy juý (rý-
nymi technikami) obrazy kilkunastu
z nich [
ramka na nast«pnej stronie
], a kaý-
dy nowy egzemplarz tej menaýerii wi-
tany jest z zachwytem Ð cho na og¸
wprawia nas w zak¸opotanie. Mwic
najogl«dniej Ð wyniki nie s takie, jak
oczekiwaliæmy. Wydawa¸o si«, ýe ma¸e
planetoidy b«d twarde i skaliste, po-
niewaý s¸abe si¸y grawitacji nie b«d
w stanie utrzyma przy powierzchni pla-
netoidy ýadnego lunego materia¸u (re-
golitu). Skupiania si« ma¸ych cia¸ w ãro-
jeÓ w ogle nie brano pod uwag«, gdyý
wydawa¸o si«, ýe najdrobniejsze nawet
wzgl«dne ich ruchy spowoduj rozpad-
ni«cie si« takiej grupy.
skim dziobie, szerokiej rufie i sporym kraterze na wkl«s¸ym pok¸adzie. Poka-
ny kopiec materii i masywne bloki skalne widoczne wok¸ zag¸«bienia pokazu-
j, jak si¸y grawitacji formowa¸y krater. Duýy g¸az zawieszony jest na ærodku
stoku, jakby zatrzymany w po¸owie drogi Ð trudno okreæli, jaki kierunek ozna-
cza tam ãw d¸Ó. Inne wyrane wg¸«bienie znajdujce si« po drugiej stronie pla-
netoidy jest wyjtkowo duýe, bo zajmuje znaczn cz«æ powierzchni Erosa. Za-
pewne powsta¸o jako skutek zderzenia Ð to ostatnie powinno jednak rozkruszy
Erosa na kilka duýych bry¸ oraz garæ drobniejszych fragmentw, zaæ ca¸oæ
spowi resztkami gruzu.
Nazwa ãErosÓ bardzo dobrze oddaje nieæmia¸y flirt tej planetoidy z Ziemi, po-
legajcy na cz«stych powrotach w jej okolice. Niestety, owa mi¸osna historia
moýe si« bardzo nieszcz«æliwie skoÄczy. Paolo Farinella z Universytetu w Trie-
æcie oraz Patrick Michel z Obserwatorium w Nicei oszacowali bowiem prawdo-
podobieÄstwo kolizji Erosa z Ziemi w cigu nast«pnego miliarda lat na 5%.
Skutki takiej katastrofy mog by wi«ksze niý rezultaty zderzenia, ktre dopro-
wadzi¸o do wygini«cia dinozaurw.
EROS NIE JEST ANI LIT SKAü, ANI Kü¢BEM PYüU, lecz zlepkiem kilku duýych kawa¸kw
skalnych. Jego powierzchni« przecinaj liniowe uskoki, skarpy, ostre kraw«dzie. Najwi«ksz struk-
tur jest g¸adkie, pokryte paskami wyý¸obienie, gdzie prawie nie ma kraterw (
poniýej
). Natomiast
najbardziej charakterystyczny krater Ð ãælad zwierz«cej ¸apyÓ d¸ugoæci 6 km Ð ma na swym zbo-
czu z¸oýa materii, co wskazuje na to, ýe jego tworzenie si« zachodzi¸o pod dyktando si¸ grawita-
cji (
po ærodku z lewej
). Stroma kraw«d przebiegajca rwnolegle do linii granicy ciemnej plamy
na powierzchni æwiadczy o istnieniu uskokw spoistej materii (
po ærodku z prawej
). Planetoida
obraca si« raz na 5.5 godz. (
na dole
).
W gruz obrcone
Tymczasem obserwacje i modele teo-
retyczne dowodz czego innego. Sdzi
si« obecnie, ýe wi«kszoæ planetoid o roz-
miarach przekraczajcych kilometr sk¸a-
da si« z mniejszych kawa¸kw. Na ob-
razach o duýej rozdzielczoæci widoczne
s kopcowate z¸oýa regolitu utrzymuj-
ce si« na planetoidzie mimo ma¸ej gra-
witacji. Wi«kszoæ planetoid ma co naj-
mniej jeden wielki krater, przy czym
rozmiary niektrych kraterw s porw-
nywalne z ca¸ymi planetoidami. Tak ko-
losalne zderzenia powinny si« zatem
koÄczy czymæ wi«cej niý wybiciem kra-
teru; mog spowodowa rozkruszenie
kaýdego monolitycznego cia¸a na kawa-
¸eczki. Takýe z pomiarw æredniej g«-
stoæci moýna wnosi o niejednorodnej
strukturze planetoid. Jej wartoæci s nie-
prawdopodobnie niskie, co sugeruje, ýe
w we wn«trzach planetoid znajduj si«
puste obszary nieznanych rozmiarw.
Jednym s¸owem Ð planetoidy o d¸u-
goæci wi«kszej niý kilometr mog wy-
å
WIAT
N
AUKI
SierpieÄ 2000
35
NEAR prowadza si« z Erosem
Ska¸a mi¸oæci?
E
ros, planetoida okrýana obecnie przez sond« NEAR, przypomina ¸dk« o w-
Skalny ogrdek
EROS
Oficjalny numer katalogowy:
433
Rozmiary:
33 x 13 x 13 km
G«stoæ:
2.7 g/cm
3
Rodzaj:
planetoida bliska Ziemi
Typ:
S
Okres obrotu:
5.27 godz.
GASPRA
Oficjalny numer katalogowy:
951
Rozmiary:
19 x 12 x 11 km
G«stoæ:
nieznana
Rodzaj:
planetoida pasa g¸wnego, z rodziny Flory
Typ:
S
Okres obrotu:
7.04 godz
.
TOUTATIS
Oficjalny numer katalogowy:
4179
Rozmiary:
4.5 x 2.4 x 1.9 km
G«stoæ:
21 g/cm
3
(dane powierzchniowe)
Rodzaj:
planetoida, ktrej tor przecina orbit« Ziemi
Typ:
S
Okresy obrotu:
dwa rýne (5.41 i 7.35 dnia)
Planetoidy poznane bliýej
Plik z chomika:
parys90
Inne pliki z tego folderu:
Środki Myjące.pdf
(1584 KB)
Ściśle Jawne - Nauka I Wywiad.pdf
(258 KB)
Ściśle Tajne Życie Lwa Landaua.pdf
(248 KB)
Śmiercionośne Tajemnice.pdf
(112 KB)
Tajemnica Damasceńskiej Stali.pdf
(895 KB)
Inne foldery tego chomika:
Pliki dostępne do 21.01.2024
! Filmy przed 2010r
! Literatura
!!! XXX NAJLEPSZE PORNO STREFA XXX
# CUDA ARCHITEKTURY #
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin