Pás asteroidů mezi Marsem a Jupiterem

Mezi oběžnými drahami Marsu a Jupiteru se nachází vesmírné vrakoviště. Jak vzniklo a jaké poklady se v něm dají nalézt?

Asteroidy mezi  planetami Mars a Jupiter

Jsou větší než 500 m a všechny mají jedno společné: nacházejí se mezi drahou Marsu a Jupitera. Objeveno jich zatím bylo přes 600 000. Odhadem se v této oblasti vyskytuje několik miliónů větších nebo menších těles. Kromě několika set velkých asteroidů v této oblasti existují ještě statisíce daleko menších objektů, tzv. meteoroidů.

Starší teorie považovaly pás asteroidů za drahou Marsu za výsledek kosmické katastrofy. Kdysi se na tomto místě měla nacházet planeta s poetickým názvem Phaeton. Srážkou s jiným kosmickým tělesem se měla roztříštit na kusy, ze kterých se pak měly vytvořit dnes pozorované asteroidy.

Dnes víme, že vznikly jinak. Ani když sečteme veškerou jejich hmotu, není jí zdaleka takové množství, jaké by muselo odpovídat třebas i jen malé planetě. Všechny dohromady by nevytvořily ani daleko menší těleso – Měsíc.

Podle dnes platné teorie vznikl pás asteroidů z hmoty, která byla ovlivněna gravitačním polem blízkých planet (Marsu ale hlavně Jupitera). Jejich gravitace narušila jednu z nejdůležitějších fází – aglomeraci hmoty. V první fázi vzniklo nejspíš několik tuctů asteroidů, které se následně vzájemnými srážkami tříštily do menších a menších objektů.Výsledkem je několik set tisíc menších a 200 asteroidů větších, než 100 km.

Podle jejich drah a jiných vlastností se dnes asteroidy dělí do různých skupin. Tyto skupiny jsou zjevně pozůstatky jednotlivých původních velkých těles, ze kterých postupem času a četnými srážkami vznikly.

Některé asteroidy mají tvar koule. Jedná se přitom o větší objekty, které mají zpravidla průměr větší než 160 km. Menší objekty totiž  nemají dostatečně velkou gravitaci, takže se nemohou samy od sebe „zakulatit“. U těch pozorujeme většinou  více či méně „bramborovitý“ tvar. Poměrně rychle (v rozmezí několik až několika desítek hodin) rotují kolem své vlastní osy. Jejich povrch je zpravidla posetý krátery, pocházejícími ze vzájemných srážek s meteoroidy.

Neozbrojeným okem asteroidy zpravidla vidět nemůžeme. Výjimku tvoří jen Ceres, největší z nich. Proto byla existence asteroidů objevena až v 19. století - s příchodem větších a lepších teleskopů. Ani dnes nemůžeme říci, že je pás asteroidů do detailu prozkoumán. 

Asteroidy ve Sluneční soustavě

Díky kolizím, ke kterým občas dodnes mezi asteroidy dochází, se mohou  jednotlivá tělesa z pásu asteroidů vymanit – a mohou se pak vydat na cestu do Slunečního systému.

Některé z nich se mohou dostat na eliptickou dráhu, která kříží dráhu naší planety. Mohou nám být dokonce nebezpečné – je známo, že srážky Země s asteroidy vyvolaly na Zemi v minulosti nejméně pět globálních katastrof.

Obzvláště velké objekty jsou proto katalogizovány, jejich dráhy jsou neustále sledovány a znovu a znovu propočítávány. Reálné nebezpečí, které od nich hrozí, je oceněno tzv. „turínskou stupnicí“.

Turínská stupnice

Udává nebezpečí dopadu blízkých těles, asteroidů a komet. Její komplexnější varianta dostala název Palermská stupnice. Jednotlivé stupně na této škále jsou pro názornost označeny barvami: bílá, zelená, žlutá, oranžová, červená. Dále se dělí na deset různě závažných stupňů. 

ŽÁDNÉ NEBEZPEČÍ (bílá)

Stupeň 0

Pravděpodobnost srážky je nulová nebo je tak malá, že jí lze považovat za nulovou. Týká se také malých objektů jako meteory a tělesa, která shoří v atmosféře, stejně jako řídký případ meteoritů, které dopadnou na zem a jen vzácně způsobí škody.

NORMÁLNÍ (zelená)

Stupeň 1

Běžný objekt, jehož blízký průlet kolem Země představuje neobvyklé riziko. Současné výpočty udávají, že pravděpodobnost srážky je velice malá a není důvod znepokojovat veřejnost. Nová pozorování nejspíše povedou k přeřazení na stupeň 0.

VYŽADUJE POZORNOST ASTRONOMŮ (žlutá)

Stupeň 2

Objekt, který se přibližuje, avšak takový průlet kolem Země není úplně neobvyklý. Zasluhuje pozornost astronomů, není však důvod znepokojovat veřejnost, protože skutečná srážka je nepravděpodobná. Nová pozorování nejspíše povedou k přeřazení na stupeň 0.

Stupeň 3

Blízké přiblížení, vyžaduje pozornost astronomů. Současné výpočty udávají 1% a větší pravděpodobnost srážky schopné vyvolat lokální katastrofu. Nová pozorování nejspíše povedou k přeřazení na stupeň 0. Pozornost veřejnosti je přivolána pokud průlet nastane do 10 let.

Stupeň 4

Blízké přiblížení, vyžaduje pozornost astronomů. Současné výpočty udávají 1% a větší pravděpodobnost srážky schopné vyvolat regionální katastrofu. Nová pozorování nejspíše povedou k přeřazení na stupeň 0. Pozornost veřejnosti je přivolána pokud průlet nastane do 10 let.

HROZBA (oranžová)

Stupeň 5

Blízké přiblížení, které představuje vážnou, avšak stále nepotvrzenou hrozbu regionální katastrofy. Kritická pozornost astronomů je potřeba pro nezvratné určení, zda srážka nastane nebo ne. Pokud má přiblížení nastat do 10 let, vládní úřady by měly být varovány.

Stupeň 6

Blízké přiblížení, které představuje vážnou, avšak stále nepotvrzenou hrozbu celosvětové katastrofy. Kritická pozornost astronomů je potřeba pro nezvratné určení, zda srážka nastane nebo ne. Pokud má přiblížení nastat do 30 let, vládní úřady by měly být varovány.

Stupeň 7

Velmi blízké přiblížení velkého objektu. Pokud má nastat v tomto století, představuje nebývalou, ale stále nejistou hrozbu celosvětové katastrofy. Pro takovou hrozbu v tomto století, mezinárodní společenství by mělo být varováno, zvláště za účelem naléhavého a nezvratného určení, zda srážka nastane nebo ne.

JISTOTA SRÁŽKY (červená)

Stupeň 8

Jistá srážka schopná způsobit lokální katastrofu při dopadu na pevninu nebo tsunami při dopadu blízko pobřeží. Taková událost nastává průměrně mezi jednou za 50 let, až jednou za několik tisíc let.

Stupň 9

 Jistá srážka schopná způsobit regionální katastrofu při dopadu na pevninu nebo velká tsunami při dopadu do oceánu. Taková událost nastává průměrně mezi jednou za 10 000 let, až jednou za 100 000 let.

Stupeň 10

Jistá srážka schopná způsobit celosvětovou katastrofu, která může ohrozit celou civilizaci, ať již zasáhne pevninu nebo oceán. Taková událost nastává průměrně jednou za 100 000 let nebo méně často.

Jaké aktuální a reálné nebezpečí nám tedy opravdu hrozí od asteroidů? Naštěstí není moc velké. Dosud nejvyšší stupeň č. 4 měla až do roku 2012 planetka Apophis. Další planetka 2004 VD17 dosáhla stupně č. 2, celá řada objektů dosáhla stupně č. 1. Všechny však byly později sníženy na stupeň  0.

Apophis - potká nás stejný osud jako dinosaury?

Za potencionálně nejnebezpečnější asteroid je momentálně považován Apophis. Kolem Slunce oběhne jednou za 334 dní. Dvakrát přitom kříží dráhu Země a dostává se tak občas do její bezprostřední blízkosti. 

Na základě pozorované hvězdné velikosti ve viditelné oblasti spektra a jeho předpokládaného albeda byl průměr asteroidu Apophis odhadnut na 410 m. Z pozorování v infračervené části spektra vychází průměr o něco menší, zhruba 320 m. Žádná mapa povrchu dosud neexistuje. Ani jeho chemické složení zatím není známé. Fotografie o asteroidu moc informací nepřinesou, protože se na nich většinou objevuje jen jako nepatrná, světlá tečka.

Při srážce Země s tímto, několik set metrů velkým, asteroidem by se uvolnila energie odpovídající 900 megatunám TNT. Pro srovnání – největší, lidstvem způsobená exploze (car-bomba, vodíková puma SSSR) měla ekvivalent 50 megatun TNT.

Situace a poškození by byly srovnatelné se zemětřesením stupně 8,0.

Škody, které by srážka způsobila, by záležely na oblasti, kam, asteroid dopadne. Pokud by cílem byla pevnina, zničil by jen oblast několika set kilometrů od epicentra. Při dopadu do oceánu  by naopak vznikly obří tsunami, vlny, které by zdevastovaly daleko větší území – pobřežní pásmo postiženého oceánu. Jejich výška by se mohla pohybovat od 30 do 100 metrů.

Jakkoliv by byla podobná srážka dramatická, nedá se srovnat s katastrofou, která v dávné minulosti nechala vymřít dinosaury. Srážka, která by vyvolala globální zkázu planety, by musela mít 100x větší energii, než jaká se může vyvinout při srážce s tělesem o velikosti asteroidu Apophis.

Aktuálně z něj strach mít nemusíme. Pro další dva blízké průlety v roce 2029 a 2036 byl tento asteroid zařazen na stupeň 0 na turínské stupnici.

Trojané - průvodci planet

Asteroidy nacházíme poměrně často v tzv. Lagrangeových bodech na drahách jednotlivých planet. Není divu – v těchto oblastech se ruší vzájemně gravitace dotyčné planety a Slunce. Tělesa, které se sem jednou dostala, se už nemohou sama a bez přídavných zdrojů energie z těchto oblastí vzdálit.

Asteroidům, uvízlým v Langrangeových bodech, se říká Trojané. Nejsou pro příslušnou planetu nebezpeční právě proto, že jsou pevně ukotveni v její gravitační pasti.

Typicky se nacházejí Trojané na stejné oběžné dráze jako sama planeta, předbíhají ji ale o 60 úhlových stupňů nebo se za ní na její oběžné dráze o 60 stupňů opožďují.   

Asteroidy v roli planetárních měsíců

Asteroidy jsou často zachycovány také v přímém gravitačním vlivem planet. Rekrutují se pak z nich jejich měsíce. Patří k nim jak Marsovi souputníci Phobos a Deimos, tak většina Jupiterových (55 ze 63) měsíců a některé měsíce Saturnu a Uranu a Neptunu. 

Příště: nejzajímavější objekty v pásu asteroidů: Ceses Vesta a Eros

Zdroje: Wikipedia - různé, http://astrokramkiste.de/asteroidenguertel/12-sonnensystem/asteroiden, http://www.unibe.ch/, http://www.spektrum.de/news/asteroidenguertel­um­sonne­gesteinsbrocken­zwischen­jupiter­und­mars/982787, http://www.spektrum.de/news/dawn­im­niedrigsten­umlauf­um­vesta/1136179, http://www.weltderphysik.de/gebiet/planeten/news/2013/asteroideneinschlag-kuehlte-die-erde/