Podczas obserwacji niedawnego roju Leonidów, astronomowie zaobserwowali błyski na Księżycu – dowód na to, że część meteoroidów trafiło w powierzchnię naszego naturalnego satelity.

18 listopada Ziemia przeszła przez rój kosmicznych śmieci i skał pozostawionych przez kometę Tempel-Tuttle. Niebo dla wielu osób zostało udekorowane smugami światła – meteorami. Niestety w dniach maksimum roju niebo nad Polska było w większości spowite chmurami i nie mogliśmy być świadkami tego wspaniałego pokazu.

W tym samym czasie gdy wielu ludzi zachwycało się kosmicznymi fajerwerkami, w odległości około 380 tysięcy kilometrów poza Ziemią miał miejsce inny pokaz. Setki meteoroidów pojawiało się nagle na tle gwiazd, bezdźwięcznie docierały do powierzchni, gdzie z olbrzymią siłą uderzały w powierzchnie, drążyły olbrzymi krater wyrzucając na około setki tysięcy ton skał… księżycowych.

Tak jak Ziemia, Księżyc także przemknął przez pozostałości komety Tempel-Tuttle 18 listopada” – mówi Bill Cooke z Centrum Lotów Kosmicznych im. Marshalla (NASA) – jednak w przeciwieństwie do Ziemi, Księżyc nie posiada atmosfery, w której meteoroidy mogłyby spalić się, nie robiąc nikomu krzywdy“. Właśnie z tego powodu każdy spadający na Srebrny Glob meteoroid dociera do powierzchni i wybucha – nazywany jest więc meteorytem.

W Stanach Zjednoczonych kilkadziesiąt osób zaobserwowało upadki meteorytów na powierzchnię Księżyca. Obserwacje ciemnej strony naszego naturalnego satelity prowadzone były przy użyciu teleskopów o średnicy zwierciadła od 12,5 do 20 cm. Wybuchy miały jasność porównywalną do jasności gwiazdy 4 wielkości gwiazdowej.

Takie zjawisko nie zostało zaobserwowane po raz pierwszy. Dwa lata wcześniej w USA także obserwowano upadki Leonidów na Księżyc. Wówczas, jasność wybuchów była szacowana między 7 a 3 magnitudo. Z kolei sam fakt, że na Księżyc spadają Leonidy i meteoryty z innych rojów jest znany od przynajmniej lat siedemdziesiątych ubiegłego stulecia, gdy stacje sejsmiczne ustawione na Księżycu w ramach misji Apollo wykryły wstrząsy powierzchni spowodowane przez upadki meteorytów. Nowością jest to, że upadki te były na żywo obserwowane z Ziemi.

Pierwsze raporty mówiące o zaobserwowaniu wybuchów na Księżycu (w 1999 roku) mocno zaniepokoiło środowisko naukowe. Według wcześniejszych obliczeń meteoryt eksplodujący na powierzchni Księżyca musiałby mieć masę przynajmniej kilkuset kilogramów, aby wyemitowane światło mogłoby zostać zaobserwowane na Ziemi przy pomocy tak niewielkich teleskopów. Gdyby pośród Leonidów były obecne tak duże meteoroidy, to od czasu do czasu jakiś musiałby trafić także w atmosferę ziemska. Taki meteor z pewnością by został odnotowany jako olbrzymia kula ognia przecinająca pokaźny kawałek atmosfery. Do tej pory jednak nic takiego nie zarejestrowano. Co więcej, stacje sejsmiczne na Księżycu nie zarejestrowały upadków meteorytów masywniejszych niż 50 kilogramów.

Naukowcy Jay Melosh i Iwan Nemczynow postanowili rozwikłać tę zagadkę. Leonidy uderzają w powierzchnię Księżyca z prędkością 72 km/s. Jest to 240 razy większa prędkość niż prędkość z jaką wystrzeliwana jest kula karabinowa. Z tego powodu meteoryt podczas uderzenia eksploduje jak bomba. Meteoryty nie są jednak tak potężne jak głowice atomowe, jednak wciąż wyzwalają 10 tysięcy razy więcej energii na jednostkę masy niż eksplodujący ładunek TNT (trójnitrotoluen).

Używając programów symulujących eksplodujące bomby, naukowcy doszli do wniosku, że meteoryty nie muszą być aż tak masywne, jak wcześniej przewidywano. Wystarczająca masa to 1 do 10 kilogramów. A takie meteory już widziano w atmosferze ziemskiej.

Co się dzieje gdy 10-kilogramowy, meteoroid spada na Srebrny Glob? Według Jaya Melosha wygląda to tak: w momencie uderzenia takiego meteorytu, kilka metrów gleby wokół miejsca upadku momentalnie wyparowuje. Duża chmura odłamków i gazów unosi się i rozprzestrzenia na boki. Chmura ta jest bardzo gorąca. Jej temperatura dochodzi do 50000 do nawet 100000 kelwinów. W miarę rozprzestrzeniania się chmury, jej temperatura gwałtownie spada. Po kilku milisekundach od uderzenia, gdy średnica chmury wynosi już kilka, kilkanaście metrów, temperatura spada do 13000 kelwinów. Jest to moment krytyczny, gdy fotony unoszące energię wybuchu są uwalniane. Właśnie wtedy możemy zaobserwować na Ziemi wybuch.

Astronauta oglądający taki upadek meteoru z odległości kilkuset metrów zostałby natychmiast oślepiony światłem eksplozji. Nie zostałby jednak zmieciony z powierzchni przez falę uderzeniową, ponieważ fala ta nie miałaby ośrodka w którym mogłaby się przemieszczać (na Księżycu nie ma atmosfery). Oczywiście astronauta ten musiałby uważać, aby nie być trafionym przez jedną z wielu skał oderwanych przez eksplozję od gruntu.

Na szczęcie dla potencjalnych kolonistów Księżyca, prawdopodobieństwo trafienia meteoroidu w człowieka jest bardzo małe. Obliczenia teoretyczne mówią, że meteoryt o masie większej od 5-10 gramów spada na powierzchnię Księżyca podczas nawet intensywnego “bombardowania” meteorytami (tak jak w 1966 roku) raz na 1 godzinę na kilometr kwadratowy. Prawdopodobieństwo trafienia w okolicy astronauty wynosi więc 1:4000. Oczywiście prawdopodobieństwo upadku meteorytu na samego astronautę, który spowodowałby poważne obrażenia lub śmierć tego ostatniego jest miliony razy mniejsze.

Może w przyszłości oprócz rozrywek takich jak amatorska astrofotografia, czy loty turystyczne w kosmos, znajdą się amatorskie obserwacje… upadków meteorytów.

Autor

Andrzej Nowojewski