Wybuch, który wstrząsnął światem
15 lutego 2013 roku, gdy nad Czelabińskiem w Rosji wschodziło Słońce, niebo eksplodowało. W atmosferę Ziemi z prędkością prawie 70 tys. km na godzinę uderzyła planetoida. Miała wielkość niemal kortu tenisowego, płonęła jasno na niebie i wyglądała jak drugie Słońce, które pojawiło się i zaczęło przemieszczać z południowego wschodu na północny zachód.
Prędkość, większa od prędkości dźwięku w atmosferze, spowodowała, że powierzchnia planetoidy uległa spopieleniu. Obiekt, przelatując nad Ziemią, zostawiał za sobą liczne rozdrobnione kawałki skał. Ogromne ciśnienie zaczęło go spłaszczać, co ostatecznie nastąpiło na wysokości około 40 km. Jego fragmenty nadal poruszały się z prędkością kilkunastokrotnie większą niż prędkość pocisku wystrzelonego z karabinu. Te kawałki również uległy spłaszczeniu i rozgrzały się do ogromnych temperatur, tworząc serię krótkotrwałych, ale potężnych błysków światła. Pozostałe fragmenty wyparowały.
Wszystko to trwało zaledwie kilka sekund, a ostateczny rozpad nastąpił, gdy planetoida znalazła się około 30 km nad Ziemią. Jego energia w jednej chwili przekształciła się w ciepło. Ogromna kula ognia na chwilę przesłoniła na niebie Słońce, emitując energię równoważną wybuchowi około pół miliona ton TNT.
Fala uderzeniowa wywołana przez eksplozję oddalała się od epicentrum, po niecałej minucie docierając do centrum Czelabińska, leżącego około 40 km na północ od miejsca wybuchu. Gdy na niebie pojawiły się fajerwerki, przemysłowe miasto liczące milion ludzi właśnie rozpoczynało swój dzień. Imponujące rozbłyski i długi ślad pary wodnej na niebie skłoniły ludzi do wyjścia na zewnątrz lub do wyjrzenia przez okna, aby sprawdzić, co się dzieje – i wtedy fala uderzeniowa dotarła do powierzchni Ziemi.
Potężny wstrząs roztrzaskał szyby w całym mieście, a odłamki szkła były źródłem większości obrażeń u około 1500 osób poszkodowanych w tym zdarzeniu. Na szczęście nikt nie zginął, a zniszczenia infrastruktury okazały się stosunkowo niewielkie. Gdyby planetoida była większa lub zbudowana z metalu albo gdyby uderzyła pod ostrzejszym kątem, ta historia mogłaby potoczyć się zupełnie inaczej, a jej następstwa byłyby znacznie poważniejsze.
Czelabińsk stał się dla Ziemi alarmem ostrzegawczym – i to bardzo głośnym. Była to również wielka lekcja dla naukowców, ponieważ mieliśmy do czynienia z największym impaktem atmosferycznym od czasu bolidu tunguskiego z 1908 roku. Ślad po przelocie planetoidy został zaobserwowany przez satelity, jak również przez tysiące naocznych świadków oraz kamer i można było prześledzić każdy etap eksplozji. Meteoryty padały wszędzie; udało się odnaleźć monstrualny półtonowy odłamek o średnicy prawie metra, który runął do zamarzniętego jeziora. Na nagraniu z monitoringu widać, jak ten odłamek rozbija się i tworzy strzelający w powietrze pióropusz ze śniegu i wody.
Dzięki meteorytom zebranym po tym zdarzeniu udało się poznać burzliwą historię planetoidy. Występują w nich ślady po fali uderzeniowej i wąskie szczeliny. Wynika z tego, że skała z Czelabińska o szerokości 19 m była niegdyś częścią znacznie większej planetoidy, która sama doznała impaktu. Spowodował on oderwanie się kawałka, który później roztrzaskał się o Ziemię i całkowicie rozpadł. Datowanie radioaktywne pokazuje, że pierwszy impakt mógł nastąpić aż 4,4 mld lat temu, kiedy Układ Słoneczny miał mniej niż 200 mln lat. Szczeliny w czelabińskiej skale sprawiły, że była ona słaba, dzięki czemu łatwiej rozpadła się wysoko nad Ziemią i wytworzyła potężną falę uderzeniową. Upiorne konsekwencje pradawnego zderzenia w odległej przestrzeni kosmicznej miały tego dnia wpływ na życie tysięcy Rosjan.
Nie jest jasne, która planetoida mogła być planetoidą macierzystą. Naukowcy prześledzili wstecz w przestrzeni kosmicznej trajektorię czelabińskiego impaktora i udało się im dopasować ją do planetoid 2007 BD7 i 2011 EO40. Jedna z nich może być ciałem macierzystym, ale nie jest to pewne.
Z analizy zdarzenia w Czelabińsku oraz innych, mniej energetycznych zdarzeń, wynika, że takie impaktory atakują nas znacznie częściej, niż wcześniej sądzono. Uderzenie skali tego w Czelabińsku zdarza się raz na około 25 lat; na szczęście, większość z nich zachodzi nad oceanami lub pustyniami.
Trochę niepokojący jest fakt, że astronomowie nie zauważyli tej planetoidy przed jej spadkiem. Ale planetoidy są zazwyczaj bardzo ciemne, a małe niezwykle słabo widoczne, nawet kiedy znajdują się w pobliżu naszej planety. Pierwszą planetoidą w historii, która została wykryta przed uderzeniem w Ziemię, była mierząca cztery metry szerokości 2008 TC3. Stało się to zaledwie kilka lat wcześniej. Od tego czasu przed impaktem odkryto tylko sześć innych, w tym 2023 CX1, która 13 lutego 2023 roku, prawie w rocznicę Czelabińska, rozświetliła kanał La Manche. Wszystkie te obiekty są niewielkie, niestanowiące dla nas żadnego zagrożenia.
Po tym, jak trochę was postraszyłem, mam jednak i dobrą wiadomość: coraz lepiej radzimy sobie z wykrywaniem tych ciał. W ciągu dekady od wydarzeń w Czelabińsku odkryto około 20 tys. planetoid bliskich Ziemi – to więcej, niż znaleziono ich w całej historii do 2013 roku. Do sieci trafiły nowe teleskopy pomiarowe, takie jak Pan-STARRS i Zwicky Transient Facility, a także opracowano lepsze metody detekcji i analizy, które zintensyfikowały tempo odkryć. Wkrótce ogromne Obserwatorium Very Rubin oraz misja kosmiczna NASA o nazwie NEO Surveyor znacznie zwiększą liczbę znanych planetoid zagrażających Ziemi.
Jednakże wykrycie ich to dopiero pierwszy krok. W kolejnym trzeba będzie coś z nimi zrobić. W tym celu we wrześniu 2022 roku NASA wystrzeliła misję Double Asteroid Redirection Test (Test przekierowania podwójnej planetoidy; DART), która uderzyła półtonowym impaktorem w szeroką na 170 m planetoidę Dimorphos – księżyc większej planetoidy Didymos. Pęd przekazany w wyniku zderzenia zmienił okres orbitalny planetoidy o ponad pół godziny. Efekt był nawet większy, niż przewidywano – ogromny pióropusz materiału, który został wyrzucony z powierzchni planetoidy, dał jej dodatkowego „kopa” – co pokazuje, że możliwe jest użycie statku kosmicznego do zmiany orbity planetoidy.
Większe wybuchy mogą zmienić kierunek lotu nadlatującej skały kosmicznej. Detonacja bomby atomowej w pobliżu małej planetoidy mogłaby spowodować odparowanie dużej części jej powierzchni. Ten gorący opar uległby szybkiemu rozprężeniu i zadziałał jak spaliny wylatujące z rakiety, spychając planetoidę na nową i, miejmy nadzieję, bezpieczniejszą trajektorię. Niektóre kwestie związane z tą metodą są nadal dość trudne do rozwiązania – dla przykładu, eksplozja ładunków jądrowych w przestrzeni kosmicznej jest obecnie nielegalna na mocy Traktatu o Przestrzeni Kosmicznej – ale niebezpieczna planetoida zmierzająca w naszą stronę może nieco zmienić podejście do tej politycznej kwestii.
Od czasu uderzenia w Czelabińsku dwa statki kosmiczne nie tylko zbliżyły się do małych planetoid, ale również pobrały z nich próbki; jeden z nich, Hayabusa2, już dostarczył swoje próbki na Ziemię, zaś drugi, OSIRIS-REx, zrobi to jeszcze w tym roku. Obie planetoidy, Ryugu (o średnicy około jednego kilometra) i Bennu (o średnicy 500 m), są w zasadzie stertami gruzu, luźnymi zbiorami małych skał utrzymywanych razem przez ich własną, słabą grawitację. Prawdopodobnie wszystkie małe planetoidy są gruzowiskami, co będzie miało wpływ na to, jak będziemy z nimi walczyć. Dzięki ich słabej konstrukcji łatwiej zareagują na uderzenie statku kosmicznego. Wyobraź sobie, że próbujesz przebić pudełko z orzeszkami ziemnymi, a zrozumiesz, o co chodzi. Misja DART pokazała, że po zderzeniu dochodzi do wyrzutu ogromnych ilości materii, a przekazany pęd może w rzeczywistości zwiększyć efekt uderzenia.
Czelabińsk nas zaskoczył i chociaż takie małe impakty wciąż mogą umykać naszej uwadze, coraz lepiej wykrywamy potencjalne zagrożenia kosmiczne i poszerzamy wiedzę na temat tego, co można zrobić, gdy dostrzeżemy obiekt, który ma na celowniku Ziemię. Duże, niebezpieczne planetoidy pojawiają się rzadko, wystarczy jednak spojrzeć na Krater Meteorytowy w Arizonie, aby przekonać się, dlaczego musimy traktować je poważnie. Około 50 tys. lat temu eksplozja o sile 10 Mt, wywołana przez to uderzenie, wyryła na pustyni ponad kilometrową dziurę, prawdopodobnie niszcząc żyjące tam wówczas rośliny i zwierzęta. Mogło to być jedno z ostatnich silnych, bezpośrednich uderzeń w Ziemię, ale na pewno nastąpią kolejne.
Chyba, że zrobimy coś, by je powstrzymać.