Asteroidy, które zagrażają Ziemi

Średnio co kilka tysięcy lat uderza w Ziemię asteroida o rozmiarach ok. 100 m, powodując katastrofę odczuwalną w skali niewielkiego kraju. Globalne katastrofy, wywołane impaktami obiektów co najmniej 10-krotnie większych, zdarzają się średnio co kilkaset tysięcy lat. Nie brzmi to alarmująco, ale… ostrzał z kosmosu trwa i jest całkowicie pewne, że jeśli nie spróbujemy się przed nim osłonić, to kiedyś znów zostaniemy trafieni międzyplanetarnym pociskiem ciężkiego kalibru. Cały problem w tym, by możliwie wcześnie dowiedzieć się kiedy. To znaczy – z możliwie dużym wyprzedzeniem zidentyfikować zagrażające obiekty i dokładnie przewidzieć ich ruchy. Potencjalnie niebezpieczne są dla nas asteroidy i komety o rozmiarach co najmniej 100 m, które zbliżają się do orbity Ziemi na mniej niż 20 promieni orbity Księżyca. Od angielskiego Potentially Hazardous Object (Obiekty Potencjalnie Niebezpieczne) określa się je w astronomii skrótem PHO. Największe spośród prawie 1800 znanych dziś PHO niewiele ustępują rozmiarami 10-kilometrowej asteroidzie odpowiedzialnej (lub, jak tego chce część naukowców, współodpowiedzialnej) za zagładę dinozaurów. Jeden z tych potencjalnie najgroźniejszych obiektów, asteroida Florence o rozmiarach ocenianych na 4–9 km, minął nas na przełomie sierpnia i września w odległości 18 promieni orbity Księżyca. Bliżej Ziemi nie znajdzie się przez najbliższe pięćset lat, ale co potem – nie wiadomo, ponieważ nawet największe PHO to tylko kosmiczny drobiazg, którego orbitom daleko do stabilności. Podobnie jak w meteorologii, dłuższe prognozy są obarczone większym błędem, i aby odpowiednio wcześnie wykryć zagrożenie, trzeba śledzić każdy PHO, gdy tylko jest to możliwe. W 1998 r. Kongres USA zobowiązał NASA do odkrycia 90 proc. PHO o średnicy większej niż 1 km, z czego agencja wywiązała się w 2010 r. Kolejne zadanie, postawione przez Kongres z terminem wykonania do 2020 r., nakłada na nią obowiązek wyszukania 90 proc. obiektów o średnicy większej niż 100 m. Niestety, już dziś widać, że cel ten nie zostanie osiągnięty. Wprawdzie lista PHO wydłuża się co roku o 100–120 pozycji, ale do odkrycia pozostaje prawdopodobnie od trzech do pięciu tysięcy tych obiektów. Na chwałę NASA trzeba jednak przyznać, że w ramach programów, które finansowała lub współfinansowała, odkryto aż 95 proc. znanych PHO. Bolid nad Czelabińskiem Przebieg impaktu zależy głównie od rozmiarów asteroidy i jej prędkości względem Ziemi. Ta ostatnia wynosi zwykle kilkanaście km/s, ale może sięgnąć nawet 70 km/s. Skaliste obiekty o średnicy do 80–90 m ulegają niemal całkowitemu zniszczeniu podczas lotu przez atmosferę i w grunt uderzają tylko stosunkowo drobne ich odłamki o łącznej masie rzędu paru promili masy początkowej (obiekty żelazne, na szczęście dużo mniej liczne, docierają do powierzchni Ziemi już przy rozmiarach ok. 30 m). Katastrofę czelabińską 15 lutego 2013 r. spowodowała skalista asteroida o średnicy ok. 20 m i masie 10–12 tys. ton, która poruszała się z prędkością 19 km/s po torze odległym o ok. 35 km od centrum miasta. Zagłębiając się w atmosferę, kosmiczny intruz odczuwał coraz większy opór i coraz szybciej się rozgrzewał, czemu towarzyszyły rosnące naprężenia wewnętrzne. Na wysokości 40 km były już tak silne, że 20-metrowa skała zaczęła się rozpadać. W ciągu niespełna czterech sekund niemal cała jej pierwotna energia zamieniła się w ciepło, inicjując serię wybuchów, które na dokumentujących katastrofę filmach widać jako rozbłyski. Najjaśniejszy z nich rozświetlił niebo 30-krotnie silniej niż Słońce, zaś łącznie w postaci światła widzialnego wydzieliło się tyle energii, ile uwalnia wybuch 90-kt bomby nuklearnej (ta, która zniszczyła Hiroszimę, miała moc 15 kt). Atmosferze została przekazana energia ok. 400 kt, która wzbudziła potężną falę uderzeniową (gwałtowny skok ciśnienia rozprzestrzeniający się z prędkością naddźwiękową). Gdy po dwóch minutach fala dotarła do centrum Czelabińska, jej podmuch był jeszcze tak silny, że przewracał ludzi i wybijał szyby lub wyrywał okna wraz z framugami. Ponad 1500 osób poraniły odłamki szkła. Odnotowano przypadki poważnych potłuczeń, a wśród osób znajdujących się blisko miejsca najsilniejszego rozbłysku także oparzeń i chwilowej utraty wzroku. Mimo to można powiedzieć, że Czelabińsk miał szczęście. Gdyby do eksplozji doszło wprost nad miastem, zniszczenia byłyby nieporównanie większe i zapewne nie obyłoby się bez ofiar śmiertelnych. Nowe obiekty PHO Skala zagrożenia szybko rośnie z rozmiarem asteroidy. Skaliste obiekty o średnicy 100–1000 m przelatują przez atmosferę i wybijają kratery o średnicy 1–15 km, wyzwalając energię od 5 Mt do 50 000 Mt (najpotężniejsza bomba termonuklearna, jaka kiedykolwiek eksplodowała na Ziemi, miała moc 50 Mt). Niszczycielskie działanie wzbudzonej przy takim impakcie fali uderzeniowej jest spotęgowane przez pożary i trzęsienia ziemi o sile do ośmiu stopni w skali Richtera, a ponadto znaczny obszar zostaje zasypany odłamkami asteroidy i materiałem wyrzuconym z krateru. Te apokaliptyczne scenariusze były znane od dawna, lecz realność zagrożenia stała się w pełni oczywista na początku lat 90. ub. wieku. Dopiero wtedy udało się wykazać, że współsprawcą, a być może głównym sprawcą jednej z największych katastrof w dziejach Ziemi, w której wraz z dinozaurami wyginęło 75 proc. gatunków zwierząt i roślin, był nieproszony gość z kosmosu. Wkrótce po tym rozpoczęto systematyczne poszukiwania asteroid i komet mogących znaleźć się niebezpiecznie blisko naszej planety. Używane do tego teleskopy nie należą do największych – ich średnice nie przekraczają 2 m. Nie rozmiar jest tu bowiem ważny, lecz duże pole widzenia umożliwiające szybkie „skanowanie” nieba. Dla przykładu, pracujący na wyspie Maui w archipelagu Hawajów 1,8-metrowy teleskop PANSTARRS (PANoramic Survey Telescope And Rapid Response System) co noc zbiera informacje z 20–25 proc. tamtejszego nieboskłonu. Jego roczny „urobek” to ok. 50 nowych PHO. Metoda wyszukiwania PHO jest elementarnie prosta: najnowsze zdjęcie badanego obszaru nieba porównuje się ze zdjęciem zrobionym wcześniej. Analizie poddawane są obiekty, których nie ma na wcześniejszym zdjęciu oraz takie, które przesunęły się na tle gwiazd. Spośród nich należy wyeliminować sztuczne satelity, meteory i inne źródła fałszywych alarmów, co, niestety, nie zawsze się udaje. Jeśli przez takie sito przejdzie obiekt niedający się utożsamić z żadną ze znanych asteroid lub komet, wiadomość o odkryciu wędruje do Minor Planet Center (MPC) w Cambridge w stanie Massachusetts, które pod auspicjami Międzynarodowej Unii Astronomicznej prowadzi nieustannie aktualizowany katalog tych obiektów. Nowy kandydat na PHO trafia na Confirmation Page (Stronę Potwierdzeń), gdzie pozostaje, dopóki dzięki dalszym obserwacjom nie znikną wszelkie wątpliwości co do jego