Astronomowie z centrum lotów kosmicznych Marshalla w Huntsville w Alabamie zarejestrowali małe lecz stosunkowo silne uderzenie meteorytu na powierzchni Księżyca.

Tłumaczenie: Jakub Draganek

7 listopada, z użyciem 10-calowego (25,4 cm) teleskopu, astronomowie zarejestrowali lekki rozbłysk na północny zachód od Mare Imbrium czyli księżycowego Morza Deszczów. Samo zderzenie nie jest niczym niespotykanym, chociaż dopiero w 1999 udało się naukowcom zaobserwować je po raz pierwszy.

“Ludzie już nie patrzą na Księżyc” – mówi Dr Robert Suggs, specjalista do spraw środowisk kosmicznych w Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla. “Przywykliśmy do myślenia o nim jako niezmiennym, ale tu wciąż jest wiedza do zdobycia”.

Ze względu na to, że NASA planuje ponowne wysłanie człowieka na Księżyc, uczeni muszą zrozumieć co się dzieje po księżycowych zderzeniach, aby chronić lunonautów. Na Ziemi najmniejsze meteoryty wyparowują w atmosferze, pozostawiając po sobie jedynie krótkotrwałą smużkę światła. To, że środowiskiem na Księżycu jest próżnia, powoduje że nic nie hamuje nadlatujących meteorów przed zderzeniem.

“Prawdopodobieństwo bycia trafionym przez meteoryt na powierzchni Księżyca, jest bardzo, ale to bardzo, małe”, mówi Bill Cooke, astronom i specjalista od meteroidów w centrum Marshalla. “Wyzwanie polega na zbadaniu co dzieje się z szybko przemieszczającymi się odpadkami, odłamkami powstałymi po zderzeniu, których nie powstrzyma tarcie powietrza ani przyciąganie. Jakie zagrożenie stanowią odłamki dla ludzi i sprzętu?”.

Suggs, przewodzący badaniom zderzeń, używając komercyjnego oprogramowania zbadał nagrany film klatka po klatce i zauważył bardzo jasny błysk. Impuls światła stopniowo zanikał poprzez pięć kolejnych klatek filmu, trwających po 1/30 sekundy. Suggs zadzwonił po Cooke’a i obaj naukowcy razem zgodzili się, że jasne światło było rozbłyskiem uderzenia, zarejestrowanego na wideo z odległości około 400000 km.

Zespół natychmiast zaczął wykluczanie innych możliwych źródeł rozbłysku. Na korzyść meteorytu zadecydowały dwie przekonywujące cechy charakterystyczne – stopniowe zanikanie pojaśnienia, a nie gwałtowne, szybko zanikające błyśnięcie oraz jego nieruchomość. Migoczące światło poruszającego się satelity, jak napisał Cooke, pojawiłoby się jako przesunięte, nawet w pięciu krótkich klatkach filmowych.

Następnie Suggs i Cooke sprawdzili w atlasach nieba i oprogramowiu śledzącym zjawiska księżycowe, że meteoryt był najprawdopodobniej Taurydem, częścią dorocznego roju meteorów aktywnego w tym samym czasie, w którym nastąpiło zderzenie. Bazując na powstałej ilości światła, oszacowano, że obiekt miał z grubsza 13 cm średnicy, poruszał się z prędkością ponad 95000 km na godzinę i prawdopodobnie wybił w powierzchni Księżyca krater o średnicy prawie 3 metrów.

Taurydy, które docierają do Ziemi z kierunku gwiazdozbioru Byka, są jak się sądzi starożytnymi odłamkami komety Enckego, która okrąża Słońce raz na 3,3 lat.

Uczeni z NASA badali już w przeszłości zderzenia księżycowych meteorytów w trakcie programu księżycowego Apollo, ale z braku wyrafinowanego sprzętu wideo i wydajnych procesorów obrazu, nie można było uchwycić słabego, przekonywującego błysku. Dzisiaj gdy NASA przygotowuje statki nowej generacji, które mają zabrać badaczy z powrotem na Księżyc na potencjalnie długoterminowy pobyt, badania nad zderzeniami, jak mówią Suggs i Cooke, są żywe jak nigdy dotąd.

“Wielkoskalowe księżycowe urządzenia muszą być dobrze chronione przez technologie gwarantujące odporność na zderzenia, podobne do tych, które używane są do osłaniania promów kosmicznych i Międzynarodowej Stacji Kosmicznej”, mówi Suggs. “Chcemy wykonywać dodatkowe pomiary ochraniające personel pracujący na powierzchni Księżyca – systemy wczesnego ostrzegania, pomiary kontrolne oraz nowe technologie ograniczające ryzyko zderzenia z latającymi odłamkami”.

Czerwona kropka wskazuje miejsce uderzenia księżycowego meteorytu z 7 listopada 2005.

Autor

Redakcja AstroNETu
Redakcja AstroNETu

Komentarze

  1. shinran    

    literówka — Powinno być raczej 95 km/s chociaz w oryginale jest 60000 mph co daje 30 km/s. Pozdrawiam

    1. Leszek B.    

      errata — Dziękuję za czujność, chochlik zjadł 3 zera.

  2. ja    

    Dziwne — Nie bardzo rozumiem jak doszło do zarejestrowania tego błysku, czyżby był specjalny teleskop który cały czas filmuje Księżyc?

    Czy Księżyc jest na tyle daleko by zahaczał o roje niewidoczne z ziemii?

    Czy istnieje rozkład jazdy rojów Księżycowych?

    Ciekawe jaką jasność w magnitdach i jaki krater wywołała by bomba atomówka zdetonowana na Księżycu?

    1. Przemek    

      Kosmos 1999 — Ciekawe pytanie. Jaką jasność miałaby eksplozja bomby atomowej zdetonowanej na powierzchni Księżyca widziana z Ziemi. Zapewne zależałaby od mocy danej bomby. Możemy więc uściślić, że zdetonowalibyśmy bombę o mocy największej bomby atomowej użytej przez człowieka(w sumie to chyba wodorowa była – 10Mt). Jasność w magnitudo pewnie osiągnęłaby conajmniej jasność Księżyca. Na pewno znalazłby się jakiś fizyk (niekoniecznie), który potrafiłby to obliczyć. Poza tym ciekawe czy takia eksplozja miałaby wpływ na ruchy naszego satelity. Jak to bywa na filmach, że rozwalają go atomówkami w drobny mak albo wystrzeliwują daleko w przestrzeń… 🙂

      1. Not    

        Największa eksplozja nuklearna — Największą eksplozję wywołał radziecki ładunek trójfazowy (rozszczepienie-fuzja-rozszczepienie). Osiągnięto moc 50 Mt, ale pominięto ostatnią fazę – gdyby tego nie zrobiono, szacowana moc osiągnęłaby 150 Mt. Amerykańska bomba tego typu MK-41 miała moc ok. 25 Mt, zaś radziecka (jak wyżej) Tsar potrafiła mieć do 100-150 Mt.

        1. ja    

          Orbita

          > moc osiągnęłaby 150 Mt.
          Ciekawe o ile taki wybuszek zmienia orbitę Ziemii.

    2. Andrzej Karoń    

      O Taurydach N i S oraz o tym co się stało w Alamogordo

      >Nie bardzo rozumiem jak doszło do zarejestrowania tego błysku, czyżby był specjalny teleskop który cały czas filmuje Księżyc?

      Na Księżycu czasem obserwuje się tzw. zjawiska sporadyczne, więc fajnie, że znaleźli się jacyś astronomowie, którzy się wzięli się za obserwacje pod tym kątem. Obserwacje takie mogą wykonywać miłośnicy z odpowiednim sprżętem!

      =======================================================================

      >Czy Księżyc jest na tyle daleko by zahaczał o roje niewidoczne z ziemii?

      >Czy istnieje rozkład jazdy rojów Księżycowych?

      Odległość Ziemia-Księżyc wynosząca średnio 0,0026 AU jest niewielka w porównaniu z szerokością typowego roju meteorów, tak więc Ziemia wraz z Księżycem “przecinają” razem dany rój. Dla przykładu Taurydy to rój mający dwa radianty N i S. Z danych w tejże tabeli:

      http://www.pkim.org/pkim.org/roje.shtml

      wynika, że Taurydy promieniują od 1.X do 25.XI, czyli 56 dni. Maksimum Taurydów N przypada na 3.XI, zaś Taurydów S na 13.XI. (nota bene na innych stronach znalazłem nieco różniące się dane od tych, ale dla uproszczenia wykorzystam dane PKiM)

      Korzystając ze wzoru v=PIERW.[G x Msł. x (2/r-1/a)] obliczyłem, że:

      prędkość orbitalna Ziemi w dniu 1.X wynosiła 29,75 km/s oraz
      prędkość orbitalna Ziemi w dniu 25.XI wynosiła 30,17 km/s

      co daje średnią 29,96 km/s

      56 dni to 4.838.400 sekund

      4838400 x 29,96 = około 144.958.464 km

      czyli droga Ziemi wynosi w ciągu 56 dni prawie 0,96 AU !!! Czyli jest to ponad 370 razy więcej niż odległość Ziemia-Księżyc.

      I jeszcze dla porównania: całkowita droga wynosi 2 x PI x a = około 939.964.522 km, czyli każdego roku okrążamy wraz z Ziemią prawie miliard km!!! – nieźle, co?

      =======================================================================

      >Ciekawe jaką jasność w magnitdach i jaki krater wywołała by bomba atomówka zdetonowana na Księżycu?

      Pod koniec lat 50-tych ubiegłego wieku były nawet plany zrzucenia głowicy jądrowej na Księżyc. Eksperyment ten miał tylko militarne znaczenie, choć podszywano pod niego jakieś naukowe cele, gdyż widmo kuli ognistej miało wykazać niby z jakich pierwiastków składa się powierzchnia i wnętrze Księzyca. IMHO: widoczne byłby raczej widmo ładunku jądrowego użytego w głowicy, który nie zdążył ulec rozszczepieniu (np. Uran235 lub Pluton239) oraz pierwiastki pochodzące z reakcji rozszczepiania tegoż.

      Na szczęście ten idiotyczny pomysł został zarzucony, gdyż słusznie zauważono, że powierzchnia Księżyca na znacznym obszarze byłaby skażona radioaktywnie na wiele, wiele lat…

      Co do jasności to z pewnością byłby świetnie widoczny efekt błysku oraz rozszerzająca się kula ognista. Trudno mi oszacować jaką wartość w mag. ma taki efekt błysku – świadkowie, którzy przeżyli Hiroszimę i Nagasaki mówią, że było ono wielokrotnie jaśniesze od Słońca (ataki nastąpiły w pogodne dni). Mnóstwo ludzi zostało na zawsze oślepionych tymże błyskiem nawet jak mieli zamknięte oczy!

      Z moich szacunków wynika, że błysk typowej bomby jądrowej na Księżycu będzie miał z Ziemi jasność CO NAJMNIEJ -13,7 mag, a być może będzie i dochodził nawet i do -20 mag!

      BTW: fala udrzeniowa, która na Ziemi zmiata wszystko w promieniu ielu km, na Księżycu by nie wystąpiła, bo tam jest próżnia.

      Jeśli chodzi o wielkość krateru, to kilka tygodni przed zrzuceniem wcześniej wymienionych bomb, dokonano próby eksplozji pierwszej bomby jądrowej – właśnie w Alamogordo. Po tej eksplozji powstał krater o średnicy 400 m!

      Szacuje się, że energia wybuchu wynosiła 20 kt TNT, co odpowiada energii 8.38×10^13 J.

      Na koniec wspomnę, że w odróżnieniu od broni jądrowej, to w przypadku meteorytów “pierwsze skrzypce” gra ich prędkość:

      E = m x (v*v) / 2

      zaś średnica krateru meteorytowego jest proporcjonalna o pierwiastek 3-go stopnia z E.

      Jak widać ze wzoru na energię kinetyczną, nawet niewielka masa przy dużej prędkości niesie ogromną energię. W eksperymentach laboratoryjnych, w których przyspiesza się minipociski do “prędkości kosmicznych” przy użyciu urządzeń zwanych działkami na gaz lekki – pocisk o średnicy 2 mm i masie zaledwie 0,032g rozpędzony do prędkości 5 km/s potrafił rozbić lodową tarczę o średnicy 20 cm i grubości 10 cm w drobny mak! (i o masie ~10.000 razy większej od niego!)

      Innym przykładem jak wielkie spustoszenie może spowodawć nawet niewielkie ciało kosmiczne, ale poruszające się z kosmiczną prędkośćią, to podam “sztandarowy” przykład. Szacuje się, że słynny Canion Diablo w Arizonie powstały ~49 tys lat temu ma średnicę dochodzącą do ponad 1,2 km i głębokość prawie 200 m, a zrobiła go miniplanetoida o wielkości zaledwie kilkudziesięciu m!

      Szacuje się, że w zależności od prędkości jaką mogła mieć, upadek jej wyzwolił energię od 1,33 do 5,92×10^16 J, co odpowiada 159 lub nawet aż 706 bombom jądrowym zrzuconym na Hiroszimę! Odpowiada to równoważnikowi trotylowemu od 3,2 Mt TNT do 14,1 Mt TNT – ta ostatnia wartość jest niewiele mniejsze od wybuchu termojądrowego dokonanego na Atolu Bikini w 1954 r. – była to jedna z największych eksplozji jądrowych dokonanych przez człowieka.

  3. Narsil    

    Czy inne źródła rozbłysków na księżycu? — Nie wiem czy istnieją jakieś inne źródła rozbłysków na księżycu poza tymi pochodzącymi od uderzeń meteorytów. Jeśli ktoś ma więcej wiedzy na ten temat to bardzo proszę o wyjaśnienia. Z góry dzięuje.

    1. ja    

      Laser — Umieszczono na Księżycu lusterko na które jest puszczana silna wiązka laserowa z Ziemii celem pomiarów odległości Księżyca. Może ktoś zna rozkład jazdy tych błysków?

      1. ja    

        2005 — Podobno w tym roku strzelali laserem w Księżyc http://physics.ucsd.edu/%7Etmurphy/apollo/first_lt.html

        Na dole tej strony mamy trochę linków http://science.nasa.gov/headlines/y2004/21jul_llr.htm

  4. Limax7    

    jasność i pochodzenie — Jasność błysku wynosiła ok. 7 magnitudo. Sprawcą uderzenia był prawdopodobnie Tauryd. Błysk impaktu zaobserwowali (Rob Suggs i Wes Swift) za pomocą nowej kamery i teleskopu monitorujących uderzenia meteorów w powierzchnię Księżyca.

    Adam

Komentarze są zablokowane.