Minėti 1998-ieji metai mums davė ne vieną, o netgi du filmus apie asteroidus: „Armagedoną“ ir „Gilų sukrėtimą“. Nei vienas jų nepasižymėjo ypatingai atsakingu požiūriu į fiziką ar astronomiją, tačiau pati asteroido grėsmė tuomet atrodė tikrai aktuali. Ne veltui: buvo praėję vos ketveri metai nuo Shoemaker-Levy 9 kometos susidūrimo su Jupiteriu (apie šį įvykį rašiau per jo 25 metų jubiliejų). Paklausite, o kuo kometa, subyrėjusi pakeliui į Jupiterį ir palikusi jame keletą tamsių dėmių, svarbi Žemei? Ji pakeitė žmonių – tiek dalies astronomų, tiek net ir politikų – požiūrį į grėsmes iš kosmoso.
Dar XX a. viduryje dauguma astronomų laikėsi požiūrio, kad kosmosas iš esmės yra tvarkingas ir nelabai kintantis; jei pokyčiai ir vyksta, tai nebent per šimtus tūkstančių ar daugiau metų – ilgesnius laiko tarpus, nei egzistuoja žmonija. Krateriai, kuriuos matome Mėnulio ar kitų beorių dangaus kūnų paviršiuje, yra senovinių sukrėtimų palikimas; šiais laikais naujų kraterių neatsiranda, nes visi asteroidai ar kometos, kurie galėjo pataikyti į Žemę ar kitas planetas, tą padarė prieš milijardus metų, o tada sukrėtimų tikrai būta stiprių.
Situacija šiek tiek ėmė keistis devintajame dešimtmetyje, kai buvo atrastas Čikskulubo krateris Meksikoje ir nustatyta, kad jį paliko asteroidas, prieš 66 milijonus metų išnaikinęs dinozaurus. Aišku, 66 milijonai metų – irgi labai ilgas laikas, bet jau ne milijardai; mokslo bendruomenė ėmė rimčiau žiūrėti į idėją, kad asteroidų smūgiai į planetas buvo įmanomi ir Saulės sistemai nusistovėjus į ilgalaikę būseną.
Shoemaker-Levy kometa aiškiai parodė, kad smūgiai į planetas įmanomi ir šiandien. Vėliau, gerėjant teleskopams ir kitiems stebėjimų prietaisams, aptikta įvairių smūgių į Mėnulį ar Marsą; tiesa, juos sukelia mažyčiai kūnai, kurie Žemės atmosferos neįveiktų. Panašiai, kaip neįveikė ir virš Tunguskos sprogęs kūnas 1908-aisiais ar virš Čeliabinsko 2013-aisiais. Tačiau asteroidų esama įvairiausių dydžių. Sprogęs virš Čeliabinsko buvo apie 19 metrų skersmens, virš Tunguskos – 50-100 metrų. Kas, jei į Žemę pataikytų kelių šimtų metrų asteroidas? O jei kelių ar keliasdešimties kilometrų? Juk tokių Saulės sistemoje irgi yra, ir ne vienas.
Tokie klausimai kėlė nerimą tik grupelei astronomų, bet atkaklus jų darbas skynėsi šiokių tokių vaisių. 1992 metais JAV valdžia NASAi pavedė per dešimtmetį aptikti bent 90% visų galimai pavojingų asteroidų, didesnių nei kilometras. Apie jų egzistavimą žinojome ir seniau: pirmasis toks kūnas, 1862 Apolonas, aptiktas 1932-aisiais. Iki 1990-ųjų jų buvo žinoma dvidešimt, iki 2000-ųjų – 59. Iš viso galimai pavojingų asteroidų amžiaus pabaigoje žinojome maždaug du šimtus. Pirmus keletą metų į valdžios nurodymą žiūrėta pro pirštus, net ir tinkamo finansavimo projektui neskirta. Visgi po 1994-ųjų situacija pasikeitė – atsirado ir finansavimas, ir Holivudo filmai.
Potencialiai pavojingais laikomi asteroidai, kurių orbitos priartėja arčiau nei 0,05 astronominių vienetų atstumu prie Žemės orbitos arba ją kerta. Astronominis vienetas yra vidutinis atstumas nuo Saulės iki Žemės, apie 150 milijonų kilometrų. Taigi bet koks asteroidas, kurio orbita atneša jį arčiau nei 7,5 mln. kilometrų nuo Žemės orbitos, laikomas potencialiai pavojingu. Kodėl atstumas parinktas būtent toks, tvirtai atsakyti negaliu. Bet jis turi būti gana didelis, nes asteroidų orbitos nuolat šiek tiek kinta, ir kūnas, dar neseniai skraidęs palyginus saugiu milijonų kilometrų atstumu nuo Žemės, per keletą metų gali pasisukti ir gerokai prie jos priartėti.
Pokyčiams įtakos turi ir pati Žemė: skrisdamas palyginus arti jos, asteroidas jaučia gana stiprią trauką, kuri keičia jo orbitą labiau nei, pavyzdžiui, tolimų masyvesnių planetų (Jupiterio ir Saturno) poveikis. Tad šiuos asteroidus stengiamės ir aptikti, ir reguliariai fotografuoti, kad vis tiksliau apskaičiuotume jų orbitas bei orbitų pokyčius.
Apie 2011 metus pirmasis jų paieškos etapas – tas pats, pradėtas dar 1992-aisiais – buvo baigtas: surasta daugiau nei 140 didesnių nei kilometras galimai pavojingų asteroidų. Tai nebuvo visiška paieškų pabaiga – dabar jų žinome 151 ir vis dar kartais koks naujas atrandamas, bet greičiausiai jų nėra daugiau nei 160.
Nuo 2005-ųjų NASAi paskirta užduotis aptikti daugiau nei 90% likusių potencialiai pavojingų asteroidų, t.y. tokių, kurių skersmuo viršija 140 metrų. Iš tiesų užduotis dar platesnė – ieškoma ne tik potencialiai pavojingų, bet visų artimų Žemei asteroidų, o tokiais vadinami visi, kurių orbitos atneša juos arčiau nei 50 milijonų kilometrų nuo mūsų planetos. Tokių jau aptikta virš 10 tūkstančių, o potencialiai pavojingų yra kiek daugiau nei 2300.
Šis sąrašas pildosi gana sparčiai – po kelis naujus įrašus kas mėnesį, ir pabaigos dar nematyti. Pagrindiniai paieškų centrai yra Pan-STARRS projektas Havajuose bei Catalina Sky Survey Arizonoje. Yra ir keletas kosminių misijų, pavyzdžiui NEOWISE; po keleto metų prie jos prisijungs NEO Surveyor, kurio tikslas – rasti bent du trečdalius didesnių nei 140 metrų artimų Žemei objektų – asteroidų ir kometų (pastarųjų tėra vos keletas, bet jas sekti taip pat labai svarbu).
Kodėl svarbu aptikti būtent didesnius nei 140 metrų skersmens asteroidus? Vėlgi nežinau priežasties, kodėl tiksliai toks skaičius, bet šis dydis laikomas riba, už kurią didesni kūnai sukeltų regioninio masto katastrofą.
Apskritai asteroido smūgio poveikis priklauso nuo įvairių detalių: kaip greitai asteroidas juda, iš kokių medžiagų susideda, kaip tvirtai jo dalys sukibusios tarpusavyje, kokiu kampu ir į kokią vietą (vandenį ar sausumą) pataiko. Visgi bendro pobūdžio scenarijų nupiešti galima, ir jis labiausiai priklauso nuo asteroido dydžio. Jei asteroidas mažesnis nei 20-25 metrai (netikslu tą vadinti jo „skersmeniu“, nes tokio dydžio kūnai nėra sferiški – apie jų formas rašiau prieš beveik dvejus metus), jis turėtų subyrėti ir sudegti atmosferoje.
Subyrėjimas gali būti energingas, sukelti sprogimą ir pridaryti žalos, kaip Čeliabinske, tačiau bet kuriuo atveju poveikis bus visiškai lokalus. Didesni asteroidai jau įveikia atmosferą ir pasiekia Žemės paviršių, tačiau iki 140 metrų poveikis irgi būtų lokalus.
Šimto kilometrų atstumu dar išbyrėtų langai ir būtų juntamas žemės drebėjimas, bet pastatai nesugriūtų. Taigi jei toks asteroidas, pavyzdžiui, nukristų Lietuvos centre, žalos būtų pridaryta praktiškai visai šaliai, bet visiškai suniokotos tik Kėdainių apylinkės. Tarp 140 metrų ir kilometro dydžio asteroidai sukeltų regioninę katastrofą – paveiktų keletą šalių ar net reikšmingą žemyno dalį. Baisu, tačiau bendrai žmonijos išlikimui pavojus nekiltų. Didesni už kilometrą kūnai jau galėtų sukelti ir globalią katastrofą.
150 ar truputį daugiau asteroidų, kurie galėtų sukelti globalią katastrofą – keltų grėsmę žmonių civilizacijos, o gal ir apskritai žmonijos išlikimui. Tūkstančiai žinomų ir galimai dešimtys tūkstančių dar neatrastų, kurie galėtų sunaikinti keletą valstybių ar sukelti megacunamį. Ar tai daug, ar mažai? Iš vienos pusės atrodo, kad daug.
Iš kitos, nepamirškime, kad kosmosas irgi labai didelis, o Žemė – palyginus mažytis taikinys. Tad svarbu atsižvelgti į susidūrimo tikimybę. Ji, aišku, priklauso nuo laiko tarpo: kuo ilgiau lauksime, tuo šansai didesni, o per labai ilgus laikotarpius susidūrimas apskritai garantuotas. Bet artimiausioje ateityje – dešimtmečių ar net šimto metų laikotarpiu – pavojus mums negresia. Tą galime tvirtai teigti, nes gerai prognozuojame jų orbitas.
Tai yra tiek pat svarbi pavojingų asteroidų paieškų dalis, kaip ir jų aptikimas. Vien tik aptikę asteroidą pagal judėjimą keliose nuotraukose, negalime daug pasakyti apie tai, kur jis bus po metų, dešimties ar šimto.
Bet stebėdami toliau, pamatome asteroido trajektoriją danguje. Apskaičiavę, kaip jis iš tiesų juda trimatėje erdvėje, galime įvertinti, kur jis bus ateityje. Aišku, visi asteroidai skrieja aplink Saulę daugmaž elipsinėmis orbitomis. Jei juos trauktų vien tik žvaigždė, orbitos būtų tiksliai elipsinės, beveik tiksliai uždaros ir prognozuoti jų padėtis galėtume nors ir milijonui metų į ateitį. Deja, poveikį jiems turi ir kiti kūnai. Kaip minėjau aukščiau, vienas svarbiausių antrinių poveikių yra tos pačios Žemės gravitacinis laukas – kadangi tyrinėjame būtent artimus Žemei asteroidus, jie praskrenda arčiau mūsiškės nei bet kurios kitos planetos.
Bet ir Jupiterio, Saturno, kitų planetų, Mėnulio, ir netgi kitų asteroidų trauka turi įtakos. Ji menkutė ir per keletą metų praktiškai nepastebima, bet einant dešimtmečiams ar šimtmečiams vis auga. Ir tereikia vieno vienintelio artimo praskridimo pro Žemę, prasilenkimo su kitu asteroidu ar kokio rezonanso su Venera, kad asteroido orbita staiga pasikeistų radikaliai. Tokios sistemos vadinamos chaotiškomis – net mažytis pradinių sąlygų pokytis per ilgą laiką lemia labai didelį sistemos elgesio neapibrėžtumą. O pradines sistemos sąlygas juk žinome ne idealiai: visi matavimai turi paklaidas, taigi nei asteroido padėties, nei greičio negalime nustatyti šimtaprocentiškai tiksliai.
Tad šiuo metu nors kiek patikimos orbitų prognozės įmanomos maždaug šimtui metų į ateitį. Ne per seniausiai mokslininkai pabandė įvertinti orbitų evoliuciją tikimybiškai tūkstantmečiui į priekį ir rado keletą išskirtinai chaotiškų kūnų bei keletą, kurių orbitos turėtų praeiti labai arti Žemės orbitos. Tokie vertinimai padeda atsirinkti, kuriems asteroidams skirti daugiau stebėjimų laiko, bet nepasako, kada ir ar nutiks susidūrimai. Tačiau per artimiausią šimtmetį jų nebus.
Atradus naują galimai pavojingą asteroidą, pirmieji jo orbitos skaičiavimai paprastai būna labai netikslūs. Tada kurį laiką negalime atmesti asteroido susidūrimo su Žeme per artimiausius dešimtmečius tikimybės. Bene garsiausias iš tokių yra asteroidas 99942 Apofis.
2004 metais kurį laiką atrodė, kad jis gali susidurti su Žeme 2029-aisiais, vėliau – kad 2036-aisiais, bet dabar jau žinome, kad tų susidūrimų bus išvengta. Šiemet vasario pabaigoje porą savaičių klausimų kilo dėl naujai atrasto objekto 2023 DW – irgi atrodė, kad jis gali pataikyti į Žemę 2046 metais. Kovo viduryje paaiškėjo, kad taip nenutiks. Visi kūnai, kurių susidūrimo tikimybė nėra nulinė, įrašomi į Turino skalę.
Klasifikacija joje priklauso tiek nuo susidūrimo tikimybės, tiek nuo aukščiau aptarto asteroido dydžio. Nuo skalės suformulavimo praeito amžiaus pabaigoje, joje kuriam laikui buvo įrašyta arti šimto asteroidų, bet visi vėliau pašalinti. Rekordininkas buvo jau minėtas Apofis, pasiekęs 4 kategoriją – lokali katastrofa su didesne nei 1% tikimybe.
Dauguma kitų pasiekė tik 1 kategoriją – gerokai mažesnės nei 1% tikimybės zoną. Kita panaši skalė, Palermo, paremta ne skirstymu į specifines kategorijas, o susidūrimo keliamo pavojaus lyginimu su numanomu ilgalaikiu vidurkiu. Joje aukščiausią lygį pasiekęs taip pat buvo Apofis – jo keliamas pavojus vienu metu buvo vertinamas kaip 12,6 karto didesnis už ilgalaikį vidurkį. Šiuo metu nei vienas asteroidas nekelia didesnio pavojaus, nei šimtadalis vidurkio.
Taigi, galimai pavojingų asteroidų kosmose tikrai yra, bet naktimis nemiegoti dėl jų keliamo pavojaus nevertėtų. Daugelį jų žinome, stebime ir sekame, ir artimiausiu metu nei vienas jų į Žemę nepataikys. O kas nutiktų, jei rastume tokį, kurio orbita neabejotinai – po kelių dešimtmečių ar šimtmečio – suvestų jį su mūsų planeta? Apie apsisaugojimo būdus papasakosiu kitą kartą.
Šaltinis: https://contribee.com/konstanta42