Czy Ziemi zagraża niebezpieczeństwo ze strony planetoidy?

Planetoidy – tyle o nich wiemy, ale to wciąż mało. Jak Słońce na nie wpływa?

Kilka dni temu NASA wystrzeliła Lucy, sondę kosmiczną, która zbada aż osiem planetoid (w tym siedem planetoid trojańskich). Uważa się, że są one pozostałościami po obiektach, które dały początek planetom Układu Słonecznego. Nic więc dziwnego, że astronomowie chcą zbadać ich pochodzenie i poznać rolę Słońca w procesie formowania.

Wszystkie znane planetoidy są zawieszone w heliosferze, czyli ogromnym bąblu przestrzeni kosmicznej wyznaczanym przez zasięg wiatru słonecznego. Nasz gwiazda wpływa na wiele aspektów istnienia nie tylko życia, ale także wszystkiego, co znamy i możemy dostrzec. Warto zastanowić się nad tym, jak Słońce wpływa na planetoidy (nie tylko trojańskie). Pomoże to zrozumieć misja Lucy, która potrwa 12 lat i pozwoli odwiedzić osiem planetoid – w tym siedem trojańskich.

Planetoidy napędzane światłem

Słońce stanowi aż 99,8% masy Układu Słonecznego i intensywnie oddziałuje grawitacyjnie na wszystko, co je otacza. Położenie planetoid trojańskich, które odwiedzi sonda Lucy, jest także podyktowane aktywnością naszej gwiazdy. Znajdziemy je w dwóch punktach Lagrange’a. Są to miejsca Układu Słonecznego, w których oddziaływania grawitacyjne dwóch masywnych obiektów (Słońca i Jowisza) równoważą się, pozwalając mniejszym ciałom (planetoidom) na pozostaniu na stabilnej orbicie.

Ciekawe jest to, że światło słoneczne może bezpośrednio poruszać planetoidami. Jak to możliwe? To konsekwencja faktu, że wszystko, co znamy, pozostaje w ruchu. Strona planetoidy zwrócona ku Słońcu, absorbuje je, podczas gdy strona zacieniona traci ciepło. To powoduje powstanie niewielkiej siły ciągu, która spycha planetoidę z jej oryginalnej trajektorii – to tzw. efekt Jarkowskiego. Naukowcy już wiedzą, że może on zauważalnie zmieniać orbity obiektów o średnicach mniejszych niż 40 km. Właśnie z tego powodu, niektóre „niegroźne” dziś kosmiczne skały, w przyszłości mogą być dla nas niebezpieczne.

Co więcej, promieniowanie słoneczne może także wpływać na tempo rotacji najmniejszych obiektów. Jest to tzw. efekt YORP (od nazwisk odkrywców: Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack), który może wpływać na losy planetoid na wiele różnych sposobów. Czasami efekt YORP sprawia, że małe ciała rotują szybciej, aż w końcu się rozpadają, a czasami powoduje spowolnienie ich obrotu.

Planetoidy trojańskie, które zbada misja Lucy, są zagadką. Znajdują się dalej od Słońca niż planetoidy pasa głównego, więc dopiero dowiemy się, jak efekt Jarkowskiego i YORP oddziałują na nie.

Najcenniejsze skały w okolicy

Planetoidy, podobnie jak ziemskie skały, także wykazują oznaki wietrzenia. Gdy jest ciepło, rozszerzają się, a gdy jest zimno – kurczą. Te cykliczne wahania w końcu prowadzą do powstawania pęknięć – to proces zwany pękaniem termicznym. Zjawisko jest lepiej widoczne na obiektach bez atmosfery – jak planetoidy. Dlatego właśnie planetoidy trojańskie – mimo iż bardziej odległe od Słońca od Ziemi – będą wykazywały oznaki pękania termicznego.

Pas planetoid zawiera wiele obiektów – niektóre mniejsze, inne większe

Warto wspomnieć jeszcze o wpływie wiatru słonecznego na wietrzenie planetoid. Na Ziemi nie obserwujemy takiego wpływu, bo nasze pole magnetyczne blokuje bombardowanie wiatru słonecznego, a przedostające się cząstki powodują powstawanie zórz polarnych. To jeden z dowodów, potwierdzających, że bez własnej atmosfery i odpowiedniego pola magnetycznego, życie na Ziemi nie byłoby możliwe. Tak, jak możliwe nie jest na planetoidach.

Ciekawe jest jednak to, że planetoidy są doskonałym źródłem wielu metali ziem rzadkich (REE), które na naszej planecie są uważane za cenne. Do grupy tej zalicza się 17 pierwiastków chemicznych: dwa skandowce (skand i itr) oraz wszystkie lantanowce (lantan, cer, prazeodym, neodym, promet, samar, europ, gadolin, terb, dysproz, holm, erb, tul, iterb i lutet). Neil DeGrasse Tyson powiedział kiedyś, że pierwszym bilionerem na Ziemi będzie człowiek, który zainwestuje w kosmiczne górnictwo.

Szacuje się, że np. na (6) Hebe jest tyle żelaza, że wystarczyłoby go ludzkości na ponad milion lat, niklu – na 83 mln, a złota na ponad 700 tys. lat. To duża planetoida, ale to pokazuje, jak wiele zasobów można znaleźć w Układzie Słonecznym. Nawet jeśli pomylimy się o kilka wielkości, to liczby i tak są kolosalne. Oczywiście jeśli te surowce zaczniemy wykorzystywać, to ich cena spadnie ze względu na podaż. Ale nadal będzie na tym można robić świetny interes.

dr inż. Adam Jan Zwierzyński, adiunkt w Katedrze Wiertnictwa i Geoinżynierii Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, współtwórca i prezes start-upu Solar System Resources Corporation

Poznanie planetoid (nie tylko trojańskich) to zysk dla całej ludzkości. Pozwoli prześledzić naszą przeszłość, ale może zapewnić także świetlaną przyszłość.