Príkladom sú meteority Almahata Sitta, úlomky z asteroidu 2008 TC3, ktorý dopadol na Zem 7. októbra 2008.
Úlomky meteoritu Almahata Sitta. Prevzaté z článku P. Jenniskensa et al. v časopise Nature
Meteority sú zvyšky asteroidov, ktoré prežili let zemskou atmosférou a dopadli na zemský povrch. Väčšinou pri prelete atmosférou vybuchnú a rozlámu sa na menšie kúsky, i keď niekedy sa z nich nájde jediný kus. Zloženie meteoritov je rôzne a doteraz sme nenašli ani len dva meteority z rozličných pádov s celkom totožným mineralogickým a chemickým zložením. Napriek tomu majú niektoré črty spoločné, a tak ich vieme klasifikovať a zahrnúť do skupín. Existuje množstvo rozličných klasifikácií meteoritov, líšia sa najmä v hĺbke rozlišovania rozdielov v jednotlivých hodnotiacich prvkoch. Keď nevezmeme do úvahy extrémne názory, tried meteoritov je približne päťdesiat.
Pri troche šťastia môžeme meteorit pozorovať vo forme jasného bolidu, a to počas záverečnej fázy jeho letu atmosférou Zeme. Bolidy sú telieska, ktoré sú horúcimi kandidátmi na to, aby sa z nich stali meteority, musia len prežiť let atmosférou Zeme. Avšak jediné meteority pozorované v kozmickom priestore mimo atmosféry Zeme a bezprostredne pred pádom na jej povrch sú meteority známe pod jednotiacim názvom Almahata Sitta (našli sa v decembri 2008 v Núbijskej púšti). Už to samo o sebe je na zápis do histórie meteorickej astronómie. Pozrime sa na ich príbeh.
Z nenápadného asteroidu veľký objav
6. októbra 2008 skúmal hviezdnu oblohu prostredníctvom 1,5 m ďalekohľadu v observatóriu Mt. Lemmon v blízkosti Tucsonu v Arizone (USA) astronóm Richard A. Kowalski (mimochodom, objaviteľ množstva asteroidov a komét). Exponoval snímky pre program Catalina Sky Survey (projekt NASA zameraný na objavovanie komét a asteroidov).
O 6.39 svetového času spozoroval objekt, ktorý je dnes známy ako asteroid 2008 TC3. „V ďalekohľade to bola noc ako každá iná. Tento objekt vyzeral ako bežný kandidát NEO (NEO sú objekty v blízkosti Zeme – možné kométy a asteroidy). Nebolo na ňom nič, čím by vynikal,“ povedal R. A. Kowalski v rozhovore pre Stefan Kürti´s Astro Web. A tak záznam o svojom pozorovaní predložil na posúdenie kolegom a šiel spať.
Keď ráno otvoril emailovú poštu, čudoval sa stovkám e-mailov, v ktorých ľudia diskutovali o tomto objekte a chceli, aby im poskytol ďalšie informácie o jeho pozorovaní predtým, ako dopadol na Zem. „Bol som doslova posledným človekom v komunite, ktorý sa dozvedel, že objavil možný asteroid,“ hovorí R. A. Kowalski. Od nočného pozorovania a dopadu meteoritov na Núbijskú púšť totiž uplynulo 20 hodín.
Infračervený záber zo satelitu ukazuje výbuch asteroidu 2008 TC3 nad severovýchodnou Afrikou. Ilustrácia: EUMETSAT
Kowalski nebol jediný, kto ho videl
Pretože informáciu o Kowalskeho pozorovaní medzitým zverejnilo stredisko Minor Planet Center na webovej stránke objektov – kandidátov na NEO –, asteroid 2008 TC3 videlo celkovo 27 pozorovateľov. Dokopy získali 586 astrometrických pozícií (polôh a pohybov objektu) a skoro rovnaký počet fotometrických záznamov (meraní svetelného toku a stanovení jasnosti objektu). Podarilo sa im tiež získať spektrálne pozorovania, ktoré zaradili asteroid do taxonomickej triedy C (tvoria ju tri štvrtiny všetkých známych asteroidov. Spája ich napríklad to, že sú veľmi tmavé a materiál na ich povrchu je bohatý na uhlíkaté zložky. Viac o charakteristike tejto triedy nájdete na nasledujúcom linku: asteroid.) Na základe množstva pozorovaní prepočítavalo a určilo dráhu asteroidu stredisko Minor Planet Center (Cambridge, USA). Informácie o nej súbežne uverejnila Univerzita v Pise (Taliansko) a Jet Propulsion Labarotory (USA) uviedla aj predpoveď miesta v severnom Sudáne, kde tento vesmírny objekt dopadol.
V tieni Zeme
7. októbra 2008 o 1.49 svetového času vstúpil asteroid do tieňa Zeme a prestal byť pozorovateľný. O necelú hodinu, presne o 2.46 svetového času sa objavil ako bolid nad severným Sudánom. Jeho výbuch vo výške 37 kilometrov nad zemou zaznamenalo množstvo svedkov v Sudáne a záblesk z neho zo vzdialenosti 1400 kilometrov pozorovali piloti Juhokórejských aerolínií (Korean Air) a zachytila ho aj meteorologická družica. Odvodená energia výbuchu bola 0,9 – 2,1 kilotony TNT. (na porovnanie možno uviesť, že výbuch atómovej bomby v Hirošime bol 15 kiloton TNT).
Z kombinácie rôznych meraní vychádza, že asteroid 2008 TC3 mal najpravdepodobnejšie priemer 2 – 5 metrov a pred vstupom do zemskej atmosféry mal hmotnosť 80 – 90 ton. Podľa našich vedomostí o rozložení populácie asteroidov v blízkosti Zeme sa s asteroidom takýchto rozmerov Zem zrazí 2- – 3- krát za rok. Na základe spätnej integrácie pohybu a rekonštrukcie vývoja dráhy 2008 TC3 je možné, že poznáme aj väčšie teleso, od ktorého sa náš asteroid v minulosti oddelil. Podozrivý je asteroid 1998 KU2 s priemerom 2,6 kilometra.
Podľa analýzy úlomkov vieme, že asteroid 2008 TC3 tvoril krehký, pórovitý materiál. Takýto krehký materiál nemohol prežiť let v hustejších vrstvách atmosféry, preto došlo k výbuchu už vo výške 37 kilometrov.
Dymová stopa po výbuchu asteroidu 2008 TC3 ráno 7. októbra 2008 nad Sudánom. Foto: Peter Jenniskens/M. H. Šaddad; Zdroj: New Scientist
Úlomky sa hľadali viackrát
Úlomky z asteroidu 2008 TC3 hľadala skupina astronómov a dobrovoľníkov, ktorú viedli Peter Jenniskens z Mountain View (USA) a Muávija Šaddád z Chartúmu (Sudán). Výpočty o mieste ich dopadu poukazovali na železnicu v Núbijskej púšti v blízkosti Almahata Sitta, čo v preklade z arabčiny znamená Stanica 6 (nachádza sa medzi Wadi Halfa a sudánskym Chartúmom). V rozmedzí 5. – 8. decembra 2008 našla skupina dokopy 15 úlomkov s celkovou hmotnosťou 0,563 kilogramu. Tieto meteority dostali spoločný názov podľa miesta nálezu Almahata Sitta.
Druhá expedícia 25. – 30. decembra 2008 našla ďalších 32 úlomkov, potom počet rýchlo rástol. Dnes je na výskum k dispozícii zhruba 600 úlomkov (sú očíslované, ale názov je len jeden) s celkovou hmotnosťou približne 10,5 kilogramu. Hmotnosti jednotlivých úlomkov sú v intervale od 1,5 gramu do 283 gramov. Dopadová plocha bola veľmi rozsiahla, vzdialenosť dvoch najvzdialenejších úlomkov je 29 kilometrov.
Prekvapenie
Meteorické fragmenty 2008 TC3 patria do skupiny meteoritov ureilitov – sú to pomerne vzácne typy, ktoré obsahujú okrem iných materiálov uhlík vo forme veľkých uhlíkatých zŕn a nanodiamantov. Predpokladá sa, že všetky známe ureility pochádzajú z jedného materského telesa.
Klasifikácia podľa prvých úlomkov dostala rýchlo trhliny. Mineralóg Addi Bischoff z Univerzity v Münsteri (Nemecko) so spolupracovníkmi zistili analýzou 31 rôznych úlomkov, že Almahata Sitta nie je len ureilitický meteorit, ale tiež brekcia (pozri nasledujúci link: agregát hornín zložený z izolovaných úlomkov väčších ako 2 mm zväčša ostrohranného tvaru spevnených tmelom), ktorá obsahuje veľa rozličných hornín, napríklad obyčajné chondrity, enstatické chondrity a podobne (chondrity sú druh aerolitov – kamenných meteoritov. pozri nasledujúci link: meteority). Čerstvosť nálezov vylúčila špekulácie, že ide o meteority z predchádzajúcich pádov, a tak sme museli pripustiť, že asteroid 2008 TC3 bol zložený z rôznych stavebných prvkov.
Niektoré väčšie asteroidy vyprodukovali počas letu atmosférou až niekoľko stoviek úlomkov. Doteraz, až na dve výnimky, boli vždy všetky úlomky z jedného pádu klasifikované v rámci jednej klasifikačnej triedy meteoritov.
Dve vysvetlenia jednej záhady
Prvou výnimkou bol meteorit Tagish Lake, ktorý dopadol 18. januára 2000 v oblasti jazera Tagish Lake v severozápadnej Britskej Kolumbii v Kanade, a zozbieralo sa z neho vyše 500 kusov. Časti tohto meteoritu patria k najlepšie ochráneným meteoritom v zmysle ochrany pred pozemskou kontamináciou. Uvedené konštatovanie je veľmi dôležité z hľadiska zistených výsledkov. Vedci totiž vyskúmali, že meteority Tagish Lake obsahujú veľa uhlíka a zmes organických látok vrátane aminokyselín. Spomenuté „stavebné kamene života“ sa našli už vo viacerých meteoritoch, takže výsledok bol v norme.
Úlomky meteoritu Tagish Lake. Prevzaté z Encyclopedia of Meteorites
Vedcov však úplne vyviedlo z miery zistenie, že rozličné úlomky obsahujú výrazne odlišné množstvo aminokyselín. V prípade niektorých aminokyselín bol obsah v jednotlivých úlomkoch 10- až 100-násobný ako v iných. Nikdy predtým sa nezaznamenal taký veľký rozdiel v prípade fragmentov pochádzajúcich z jedného asteroidu. Len jeden meteorit pretromfol tieto výsledky. Ide o meteorit Almahata Sitta, ktorý vyzerá ako kaša uvarená z rôznych asteroidov.
Almahata Sitta predstavujú minimálne dva rozličné typy meteoritov. Podľa našich súčasných vedomostí o stavbe a vývoji asteroidov môže ísť napríklad o pôvodné zloženie asteroidu ako zlepenca rôznych planetezimál (niektorých telies Kuiperovho pásu, niektorých malých mesiacov, ale aj zárodkov planét). Vieme totiž, že v počiatočných štádiách vývoja slnečnej sústavy mali planetezimály vznikajúce v rôznych vzdialenostiach od Protoslnka (zárodku dnešného Slnka) rozličné zloženie. Ich dráhy okolo Protoslnka však neboli celkom kruhové, a preto sa mohli rozlične zložené planetezimály zrážať a zlepovať.
Druhou možnosťou je, že dva rozličné asteroidy sa vytvorili v rôznych vzdialenostiach od Slnka, pričom každý z nich mal homogénne, ale oproti druhému odlišné zloženie. Ich zrážkou vznikol zlepenec obsahujúci minerály rôzneho zloženia, z ktorého neskôr vnikol úlomok do zemskej atmosféry a vyprodukoval meteority Almahata Sitta. V prospech tejto druhej verzie hovorí nález brekcií, čo je rozlámaný materiál vznikajúci pri prudkom náraze.
Meteority, v prípade ktorých sa podarí určiť takzvanú heliocentrickú dráhu, čiže dráhu meteoroitu pred jej ovplyvnením zemskou príťažlivosťou, patria do vzácnej skupiny takzvaných meteoritov s rodokmeňom. Prípad meteoritu Almahata Sitta má z tohto hľadiska priamočiare riešenie – dráhu asteroidu sme mohli určiť priamo z pozorovaní a nemuseli sme ju zložito rekonštruovať z letu telesa cez atmosféru s množstvom ovplyvňujúcich faktorov.
Zdroje fotografií: Encyclopedia of Meteorites; New Scientist, EUMETSAT, Nature
