.začnime terminologickou otázkou. Aký je rozdiel medzi meteorom, meteoritom, meteroidom a asteroidom?
Asteroid je malé teleso slnečnej sústavy. Menšie asteroidy alebo ich časti, obiehajúce samostatne okolo Slnka, voláme meteoroidy. Ak meteoroid vnikne do atmosféry, spôsobí svetelný jav – meteor, a ak prekoná prelet atmosférou a dopadne na zem, stáva sa meteoritom.
.a teraz k aktuálnym udalostiam. Čo vlastne naozaj vieme o dopade meteoritu v Rusku?
Všetky naše oficiálne informácie pochádzajú z troch zdrojov. Jedným sú médiá, druhým tlačové správy vydané NASA a tretím vyhlásenia kolegov z University of Western Ontario v Kanade. Od Rusov nemáme zatiaľ nijaké oficiálne správy, k dispozícii sú len informácie v podobe komentovaných vyjadrení v médiách, ktoré potom preberali tlačové agentúry. Okrem toho môžeme všeličo usúdiť z videí, ktoré sa dajú vidieť na internete – na tých je možné sledovať aj ten svetelný jav, aj zvukové efekty. A niekoľko dní po dopade sa našli aj úlomky, ktoré podľa fotografií vyzerajú ako typický chondritický materiál čiže materiál z najbežnejších typov kamenných meteoritov.
.a čo sme sa z týchto zdrojov dozvedeli?
Z videozáznamov a z infrazvukovej siete, ktorá je rozložená prakticky po celom svete a pôvodne bola zameraná na sledovanie jadrových výbuchov v atmosfére, sa dá vypočítať rýchlosť pri vstupe do atmosféry, ktorá vychádza okolo 18 kilometrov za sekundu. Okrem toho vieme odhadnúť aj priemer tohto telesa, ktorý vychádza okolo 15 až 17 metrov. Z tohto dokážeme ďalej vypočítať kinetickú energiu a po prepočte na ekvivalent TNT dostávame 500 kiloton TNT. V médiách sa to často porovnáva s jadrovými bombami zhodenými na Hirošimu a Nagasaki, ktoré mali energiu necelých 15 kiloton TNT.
.ale toto porovnanie je v skutočnosti zavádzajúce, či nie?
Samozrejme. Veľká časť kinetickej energie meteoroidu sa premení na teplo priamo v atmosfére a nemá nijaké deštrukčné účinky. To, čo zasiahlo ľudské obydlia, bola v podstate zvuková vlna, šíriaca sa od telesa, letiaceho nadzvukovou rýchlosťou. A takáto zvuková vlna nesie v sebe naozaj len malú časť pôvodnej kinetickej energie, ktorú malo teleso pri vstupe do atmosféry.
.zavádzajúcu analógiu s jadrovými bombami médiá ešte prikrmujú tým, že spomínajú výbuchy meteoritu počas letu. Čo sa to tam vlastne deje?
Atmosféra pôsobí na teleso, letiace takou obrovskou rýchlosťou, mimoriadne veľkou silou, ktorá však nie je rovnomerne rozložená. No a pod vplyvom tejto nerovnomerne rozloženej obrovskej sily sa teleso rozpadá. Za to slovo „výbuch“ však nenesú zodpovednosť novinári, ono sa to tak naozaj nazýva. Dôvodom je asi to, že pri pozorovaní zo zeme sa to naozaj ako výbuch javí. Rozpad je totiž sprevádzaný náhlym a prudkým zjasnením. A to sa deje preto, lebo po rozpade na menšie fragmenty sa zvýši celková plocha, na ktorú pôsobí odpor vzduchu. Táto plocha začne žiariť, pretože je veľmi rýchlo zohriata na vysokú teplotu. Dôsledkom fragmentácie je teda zväčšenie vyžarujúcej plochy a zintenzívnenie žiarenia. Okrem toho má zväčšenie plochy za následok aj účinnejšie odovzdávanie energie do atmosféry, a teda aj účinnejšiu transformáciu energie na zvukové vlny. Čiže fragmentáciu sprevádzajú aj akustické prejavy.
.v zásade však meteoroid nevybuchuje, ale sa len pod vplyvom nerovnomerného rozloženia odporu vzduchu láme na menšie kúsky...
Áno. Rozhodne to nie je chemický a už vôbec nie jadrový výbuch. Je to také náhle zjasnenie, pričom veľká časť kinetickej energie telesa sa práve v týchto momentoch mení na iné formy energie. Krátko po fragmentácii často dochádza k ďalšej a potom ďalšej fragmentácii, takže to má celé charakter takej kaskády „výbuchov“.
.bežná predstava o „výbuchu“ je takmer určite iná. Ľudia si zrejme predstavujú, že meteorit dopadne na zem ako nejaký obrovský balvan a „ničivosť“ sa potom šíri od tohto miesta dopadu. Deje sa aj niečo také?
V prípade meteoroidu s priemerom okolo pätnásť metrov sa to nedeje. Takéto teleso je príliš malé na to, aby nejaká jeho podstatná časť dopadla až na zem, a to ešte s výraznou časťou pôvodnej rýchlosti. K niečomu takému môže dôjsť až pri telesách s rozmermi na úrovni 50 metrov a vtedy sa naozaj šíri od miesta dopadu silná tlaková vlna, plus môže prísť k spáleniu blízkeho okolia v dôsledku vysokej teploty. Ale v prípade menších meteoroidov sa celé teleso ešte v atmosfére rozpadne na malé meteority, ktorých rozmery sa pohybujú na úrovni najviac desiatok centimetrov.
.pravdepodobnosť zásahu takýmto úlomkom je však zrejme veľmi malá...
Áno, je malá, a to napriek tomu, že tých úlomkov môžu byť tisícky. A škody, ktoré spôsobil dopad meteoritu v Rusku, vznikli naozaj iným mechanizmom než priamym zásahom. Išlo o to, že teleso prelietalo výrazne nadzvukovou rýchlosťou vo výške okolo šiestich kilometrov nad mestom Čeľabinsk. A to, čo zasiahlo mesto a spôsobilo škody, bola rázová vlna. Mimochodom, že to bola približne takáto výška, sa dá odhadnúť práve z jedného z tých videí. Na tom videu je vidieť už spomínané zjasnenie a asi po dvadsiatich sekundách počuť aj príslušný zvuk. A z tých dvadsiatich sekúnd a zo známej rýchlosti zvuku dostaneme šesť kilometrov.
.dobre, takže sme si vysvetlili, že mnohé predstavy bežných ľudí o ničivej sile pádu meteoritu sú asi prehnané. Na druhej strane, znepokojenie z toho, že to prišlo tak znenazdajky, je zrejme oprávnené. Nakoľko spoľahlivo dokážeme monitorovať telesá, ktoré by mohli zasiahnuť Zem?
Tieto telesá sa snažíme monitorovať asi tak tridsať rokov. Prvé úsilie bolo pritom, prirodzene, zamerané na tie väčšie telesá. Tým sa myslia telesá s rozmerom jeden kilometer a väčšie, ktoré by pri dopade na Zem mohli spôsobiť aj globálnu katastrofu. Takýchto telies je na dráhach blízkych dráhe Zeme asi tisíc a z nich poznáme v súčasnosti asi 90 až 95 percent. Že je to práve toľko, to vieme odhadnúť zo známej účinnosti a dosahu tých prehliadkových systémov, ktorými tieto telesá hľadáme. Ale potom tu máme ešte menšie telesá, s rozmermi rádovo stovky či desiatky metrov, a tých je oveľa viac. Tých stometrových je rádovo stotisíc, tých desaťmetrových je niekoľko desiatok miliónov. A my z nich poznáme spolu len asi desaťtisíc. Čiže len veľmi malé percento.
.prečo tak málo?
Pretože neexistuje systematické monitorovanie takýchto telies. Súčasný systém prehliadok je založený na automatických ďalekohľadoch, a tie len náhodne zaznamenávajú 50-metrové kusy, ako bol napríklad ten, ktorý sme mohli pozorovať v deň, keď dopadol čeľabinský meteorit. Mimochodom, tieto dve udalosti spolu nijako nesúvisia a ide len o náhodnú časovú koincidenciu. Občas sa podarí takto náhodne zaznamenať aj menšie teleso, ale to len vtedy, ak je naozaj veľmi blízko.
.čiže zaznamenanie takéhoto telesa je v podstate rovnako náhodné, ako jeho dopad na Zem?
Áno, ale v tejto súvislosti musím spomenúť prácu našej skupiny, o ktorej sa dá viac dozvedieť na stránke www.daa.fmph.uniba.sk/[~349~]. My sme navrhli už pred desiatimi rokmi systém, ktorý bol schopný zaznamenávať takéto telesá oveľa metodickejším spôsobom. Je to zároveň oveľa lacnejší systém, lebo je založený na relatívne malých ďalekohľadoch, ktoré nie sú až také drahé. Pre nás je dôležité čo najlepšie pokrytie oblohy, nejde nám o to, dovidieť čo najďalej. Pri veľkom pokrytí oblohy by sme zachytili skoro všetky tesné prelety asteroidov, ktoré sú prakticky v dosahu amatérskych ďalekohľadov. Čiže keby si presne vedel, kam sa pozerať a mal amatérsky astronomický ďalekohľad na balkóne, tak ten asteroid uvidíš. Stovky až tisícky takýchto telies nám prefrčia ročne popred okná, ale my o nich nevieme.
.a bude sa to realizovať?
Ja myslím, že áno, otázka je len, či to budeme realizovať my. Žiadali sme o grant na zostavenie prototypu takéhoto prehliadkového ďalekohľadu, ale Európska výskumná rada nám nedávno ten grant neschválila. Oni idú skôr po takých fyzikálnejších projektoch, ktoré majú šancu viesť k Nobelovej cene. Takéto prakticky zameranejšie projekty tam majú menšiu šancu.
.tak to ste asi mali smolu, že ten čeľabinský meteorit nepadol trochu skôr. To by ste zrejme mali o kus vyššie šance.
To neviem, fakt je, že sme neuspeli, takže sa musíme snažiť získať tie peniaze niekde inde. Nie je to finačne náročný projekt, ide rádovo o milión eur, viac nepotrebujeme. Podobnú vec chce zrealizovať aj Univerzity of Hawaii, dostali peniaze od NASA. Spolupracujeme s nimi a oba systémy, ich aj náš, by sa dopĺňali a spoločne 24 hodín monitorovali celú oblohu. Väčšinu „čeľabinských“ prípadov by sme zachytili.
.vráťme sa ešte k tým väčším telesám, ktoré predstavujú potenciálne ešte vážnejšiu hrozbu. Ak by sme o nejakom takom telese vedeli v dostatočnom časovom predstihu, že ide naraziť do Zeme, čo by sme s tým mohli robiť? Poslali by sme tam Brucea Willisa?
Koncepty z hollywoodskych filmov, ktoré sú založené na rozbití asteroidu nejakou jadrovou bombou, nie sú veľmi realistické. A to nie preto, že by sme tam tú jadrovú bombu nevedeli dopraviť, ale preto, že by asi nebola príliš účinná. Ukazuje sa totiž, že tieto telesá obsahujú množstvo dutín, čiže majú vlastne akési deformačné zóny, podobne ako majú autá a pri zrážke s iným telesom aj pri výbuchu jadrovej bomby by sa väčšina tej energie spotrebovala na deformáciu, nie na rozbitie. Takže ony sa nedajú len tak ľahko rozbiť.
.a čo sa teda s nimi dá robiť?
Koncept, ktorý sa v súčasnosti považuje za najlepše aplikovatelný, je vyslať k takémuto asteroidu družicu s hmotnosťou rádovo jednej tony. Táto družica by istým konkrétnym a riadeným spôsobom obiehala okolo asteroidu tak, aby gravitačným pôsobením mierne vychyľovala asteroid zo svojej dráhy. Počas dostatočného množstva obehov, hovoríme o časoch v horizonte niekoľkých rokov, by takáto družica bola schopná vychýliť asteroid natoľko, že by k dopadu na Zem nedošlo. A toto je technologicky realizovateľné už dnes.
.takže môžeme na záver skonštatovať, že o tých najväčších a potenciálne najnebezpečnejších telesách máme celkom dobrý prehľad a ak by hrozil dopad niektorého z nich na Zem, tak proti tomu vieme celkom účinne zakročiť?
Áno, myslím, že toto je celkom optimistický a zároveň celkom realistický záver.
Asteroid je malé teleso slnečnej sústavy. Menšie asteroidy alebo ich časti, obiehajúce samostatne okolo Slnka, voláme meteoroidy. Ak meteoroid vnikne do atmosféry, spôsobí svetelný jav – meteor, a ak prekoná prelet atmosférou a dopadne na zem, stáva sa meteoritom.
.a teraz k aktuálnym udalostiam. Čo vlastne naozaj vieme o dopade meteoritu v Rusku?
Všetky naše oficiálne informácie pochádzajú z troch zdrojov. Jedným sú médiá, druhým tlačové správy vydané NASA a tretím vyhlásenia kolegov z University of Western Ontario v Kanade. Od Rusov nemáme zatiaľ nijaké oficiálne správy, k dispozícii sú len informácie v podobe komentovaných vyjadrení v médiách, ktoré potom preberali tlačové agentúry. Okrem toho môžeme všeličo usúdiť z videí, ktoré sa dajú vidieť na internete – na tých je možné sledovať aj ten svetelný jav, aj zvukové efekty. A niekoľko dní po dopade sa našli aj úlomky, ktoré podľa fotografií vyzerajú ako typický chondritický materiál čiže materiál z najbežnejších typov kamenných meteoritov.
.a čo sme sa z týchto zdrojov dozvedeli?
Z videozáznamov a z infrazvukovej siete, ktorá je rozložená prakticky po celom svete a pôvodne bola zameraná na sledovanie jadrových výbuchov v atmosfére, sa dá vypočítať rýchlosť pri vstupe do atmosféry, ktorá vychádza okolo 18 kilometrov za sekundu. Okrem toho vieme odhadnúť aj priemer tohto telesa, ktorý vychádza okolo 15 až 17 metrov. Z tohto dokážeme ďalej vypočítať kinetickú energiu a po prepočte na ekvivalent TNT dostávame 500 kiloton TNT. V médiách sa to často porovnáva s jadrovými bombami zhodenými na Hirošimu a Nagasaki, ktoré mali energiu necelých 15 kiloton TNT.
.ale toto porovnanie je v skutočnosti zavádzajúce, či nie?
Samozrejme. Veľká časť kinetickej energie meteoroidu sa premení na teplo priamo v atmosfére a nemá nijaké deštrukčné účinky. To, čo zasiahlo ľudské obydlia, bola v podstate zvuková vlna, šíriaca sa od telesa, letiaceho nadzvukovou rýchlosťou. A takáto zvuková vlna nesie v sebe naozaj len malú časť pôvodnej kinetickej energie, ktorú malo teleso pri vstupe do atmosféry.
.zavádzajúcu analógiu s jadrovými bombami médiá ešte prikrmujú tým, že spomínajú výbuchy meteoritu počas letu. Čo sa to tam vlastne deje?
Atmosféra pôsobí na teleso, letiace takou obrovskou rýchlosťou, mimoriadne veľkou silou, ktorá však nie je rovnomerne rozložená. No a pod vplyvom tejto nerovnomerne rozloženej obrovskej sily sa teleso rozpadá. Za to slovo „výbuch“ však nenesú zodpovednosť novinári, ono sa to tak naozaj nazýva. Dôvodom je asi to, že pri pozorovaní zo zeme sa to naozaj ako výbuch javí. Rozpad je totiž sprevádzaný náhlym a prudkým zjasnením. A to sa deje preto, lebo po rozpade na menšie fragmenty sa zvýši celková plocha, na ktorú pôsobí odpor vzduchu. Táto plocha začne žiariť, pretože je veľmi rýchlo zohriata na vysokú teplotu. Dôsledkom fragmentácie je teda zväčšenie vyžarujúcej plochy a zintenzívnenie žiarenia. Okrem toho má zväčšenie plochy za následok aj účinnejšie odovzdávanie energie do atmosféry, a teda aj účinnejšiu transformáciu energie na zvukové vlny. Čiže fragmentáciu sprevádzajú aj akustické prejavy.
.v zásade však meteoroid nevybuchuje, ale sa len pod vplyvom nerovnomerného rozloženia odporu vzduchu láme na menšie kúsky...
Áno. Rozhodne to nie je chemický a už vôbec nie jadrový výbuch. Je to také náhle zjasnenie, pričom veľká časť kinetickej energie telesa sa práve v týchto momentoch mení na iné formy energie. Krátko po fragmentácii často dochádza k ďalšej a potom ďalšej fragmentácii, takže to má celé charakter takej kaskády „výbuchov“.
.bežná predstava o „výbuchu“ je takmer určite iná. Ľudia si zrejme predstavujú, že meteorit dopadne na zem ako nejaký obrovský balvan a „ničivosť“ sa potom šíri od tohto miesta dopadu. Deje sa aj niečo také?
V prípade meteoroidu s priemerom okolo pätnásť metrov sa to nedeje. Takéto teleso je príliš malé na to, aby nejaká jeho podstatná časť dopadla až na zem, a to ešte s výraznou časťou pôvodnej rýchlosti. K niečomu takému môže dôjsť až pri telesách s rozmermi na úrovni 50 metrov a vtedy sa naozaj šíri od miesta dopadu silná tlaková vlna, plus môže prísť k spáleniu blízkeho okolia v dôsledku vysokej teploty. Ale v prípade menších meteoroidov sa celé teleso ešte v atmosfére rozpadne na malé meteority, ktorých rozmery sa pohybujú na úrovni najviac desiatok centimetrov.
.pravdepodobnosť zásahu takýmto úlomkom je však zrejme veľmi malá...
Áno, je malá, a to napriek tomu, že tých úlomkov môžu byť tisícky. A škody, ktoré spôsobil dopad meteoritu v Rusku, vznikli naozaj iným mechanizmom než priamym zásahom. Išlo o to, že teleso prelietalo výrazne nadzvukovou rýchlosťou vo výške okolo šiestich kilometrov nad mestom Čeľabinsk. A to, čo zasiahlo mesto a spôsobilo škody, bola rázová vlna. Mimochodom, že to bola približne takáto výška, sa dá odhadnúť práve z jedného z tých videí. Na tom videu je vidieť už spomínané zjasnenie a asi po dvadsiatich sekundách počuť aj príslušný zvuk. A z tých dvadsiatich sekúnd a zo známej rýchlosti zvuku dostaneme šesť kilometrov.
.dobre, takže sme si vysvetlili, že mnohé predstavy bežných ľudí o ničivej sile pádu meteoritu sú asi prehnané. Na druhej strane, znepokojenie z toho, že to prišlo tak znenazdajky, je zrejme oprávnené. Nakoľko spoľahlivo dokážeme monitorovať telesá, ktoré by mohli zasiahnuť Zem?
Tieto telesá sa snažíme monitorovať asi tak tridsať rokov. Prvé úsilie bolo pritom, prirodzene, zamerané na tie väčšie telesá. Tým sa myslia telesá s rozmerom jeden kilometer a väčšie, ktoré by pri dopade na Zem mohli spôsobiť aj globálnu katastrofu. Takýchto telies je na dráhach blízkych dráhe Zeme asi tisíc a z nich poznáme v súčasnosti asi 90 až 95 percent. Že je to práve toľko, to vieme odhadnúť zo známej účinnosti a dosahu tých prehliadkových systémov, ktorými tieto telesá hľadáme. Ale potom tu máme ešte menšie telesá, s rozmermi rádovo stovky či desiatky metrov, a tých je oveľa viac. Tých stometrových je rádovo stotisíc, tých desaťmetrových je niekoľko desiatok miliónov. A my z nich poznáme spolu len asi desaťtisíc. Čiže len veľmi malé percento.
.prečo tak málo?
Pretože neexistuje systematické monitorovanie takýchto telies. Súčasný systém prehliadok je založený na automatických ďalekohľadoch, a tie len náhodne zaznamenávajú 50-metrové kusy, ako bol napríklad ten, ktorý sme mohli pozorovať v deň, keď dopadol čeľabinský meteorit. Mimochodom, tieto dve udalosti spolu nijako nesúvisia a ide len o náhodnú časovú koincidenciu. Občas sa podarí takto náhodne zaznamenať aj menšie teleso, ale to len vtedy, ak je naozaj veľmi blízko.
.čiže zaznamenanie takéhoto telesa je v podstate rovnako náhodné, ako jeho dopad na Zem?
Áno, ale v tejto súvislosti musím spomenúť prácu našej skupiny, o ktorej sa dá viac dozvedieť na stránke www.daa.fmph.uniba.sk/[~349~]. My sme navrhli už pred desiatimi rokmi systém, ktorý bol schopný zaznamenávať takéto telesá oveľa metodickejším spôsobom. Je to zároveň oveľa lacnejší systém, lebo je založený na relatívne malých ďalekohľadoch, ktoré nie sú až také drahé. Pre nás je dôležité čo najlepšie pokrytie oblohy, nejde nám o to, dovidieť čo najďalej. Pri veľkom pokrytí oblohy by sme zachytili skoro všetky tesné prelety asteroidov, ktoré sú prakticky v dosahu amatérskych ďalekohľadov. Čiže keby si presne vedel, kam sa pozerať a mal amatérsky astronomický ďalekohľad na balkóne, tak ten asteroid uvidíš. Stovky až tisícky takýchto telies nám prefrčia ročne popred okná, ale my o nich nevieme.
.a bude sa to realizovať?
Ja myslím, že áno, otázka je len, či to budeme realizovať my. Žiadali sme o grant na zostavenie prototypu takéhoto prehliadkového ďalekohľadu, ale Európska výskumná rada nám nedávno ten grant neschválila. Oni idú skôr po takých fyzikálnejších projektoch, ktoré majú šancu viesť k Nobelovej cene. Takéto prakticky zameranejšie projekty tam majú menšiu šancu.
.tak to ste asi mali smolu, že ten čeľabinský meteorit nepadol trochu skôr. To by ste zrejme mali o kus vyššie šance.
To neviem, fakt je, že sme neuspeli, takže sa musíme snažiť získať tie peniaze niekde inde. Nie je to finačne náročný projekt, ide rádovo o milión eur, viac nepotrebujeme. Podobnú vec chce zrealizovať aj Univerzity of Hawaii, dostali peniaze od NASA. Spolupracujeme s nimi a oba systémy, ich aj náš, by sa dopĺňali a spoločne 24 hodín monitorovali celú oblohu. Väčšinu „čeľabinských“ prípadov by sme zachytili.
.vráťme sa ešte k tým väčším telesám, ktoré predstavujú potenciálne ešte vážnejšiu hrozbu. Ak by sme o nejakom takom telese vedeli v dostatočnom časovom predstihu, že ide naraziť do Zeme, čo by sme s tým mohli robiť? Poslali by sme tam Brucea Willisa?
Koncepty z hollywoodskych filmov, ktoré sú založené na rozbití asteroidu nejakou jadrovou bombou, nie sú veľmi realistické. A to nie preto, že by sme tam tú jadrovú bombu nevedeli dopraviť, ale preto, že by asi nebola príliš účinná. Ukazuje sa totiž, že tieto telesá obsahujú množstvo dutín, čiže majú vlastne akési deformačné zóny, podobne ako majú autá a pri zrážke s iným telesom aj pri výbuchu jadrovej bomby by sa väčšina tej energie spotrebovala na deformáciu, nie na rozbitie. Takže ony sa nedajú len tak ľahko rozbiť.
.a čo sa teda s nimi dá robiť?
Koncept, ktorý sa v súčasnosti považuje za najlepše aplikovatelný, je vyslať k takémuto asteroidu družicu s hmotnosťou rádovo jednej tony. Táto družica by istým konkrétnym a riadeným spôsobom obiehala okolo asteroidu tak, aby gravitačným pôsobením mierne vychyľovala asteroid zo svojej dráhy. Počas dostatočného množstva obehov, hovoríme o časoch v horizonte niekoľkých rokov, by takáto družica bola schopná vychýliť asteroid natoľko, že by k dopadu na Zem nedošlo. A toto je technologicky realizovateľné už dnes.
.takže môžeme na záver skonštatovať, že o tých najväčších a potenciálne najnebezpečnejších telesách máme celkom dobrý prehľad a ak by hrozil dopad niektorého z nich na Zem, tak proti tomu vieme celkom účinne zakročiť?
Áno, myslím, že toto je celkom optimistický a zároveň celkom realistický záver.
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.