fbpx

Останні новини

Харківські науковці вивчають потенційно небезпечні для Землі астероїди

Чому людство вивчає астероїди і космос, яка вирогідність зіткнення астероїдів з Землею та чи можна цього уникнути?

Як порошинки астероїдів можуть розповісти про таємницю виникнення життя на нашій планеті та Сонячної системи в цілому? Про це у розмові з науковим співробітником відділу астероїдів і комет Науково-дослідного Інституту астрономії Харківського Національного університету ім. В.Н.Каразіна, кандидатом фізико-математичних наук Іваном Слюсаревим.

Яку цінну інформацію для людства  несуть ці зовсім невеличкі за розміром космічні тіла? Які таємниці вони містять і про що можуть розповісти?

Вивчаючи фізичні властивості астероїдів, ми можемо проникнути у часі, коли формувалася Сонячна система, повернутися у минуле – на 4,5 мільярди років назад. Планети для такої подорожі не підходять, хоча вони і сформувалися в один і той же час з астероїдами, однак через велику масу вони стали на шлях гравітаційної диференціації – тобто процесу розділення важких і легких елементів у надрах. У свою чергу це супроводжувалося багатократною переплавкою первинної речовини, з якої і сформувалася наша планета.

Астероїди – це первинні уламки, які ніколи не зазнавали довготривалого нагріву та плавлення. Грубо кажучи, це сміття, що залишилося від великого будівництва, у результаті якого виникли планети Сонячної системи.

Вивчаючи астероїди – оце космічне сміття, досліджуючи його, ми розуміємо, з чого власне будувалися планети, яким був хімічний склад тієї туманності, з якої народилося Сонце та усі планети. В той же час, ми досліджуємо астероїди, що наближаються до Землі і можуть бути потенційно  небезпечними для нашої планети. Вчені мають за мету відкрити усі астероїди, які більше 100 метрів у діаметрі, і знати їхні орбіти, щоб можна було обчислити, де вони можуть знаходитись. А це як раз і потрібно для того, аби прогнозувати, яку загрозу вони становлять для  Землі.

Сьогодні визначають з двадцяти тисяч астероїдів, лише 10% – потенційно небезпечних для Землі. Взагалі більшість людей уявляє собі, що астероїд – це щось монолітне. Насправді, астероїд не є чимось цільним, як шматок граніту. Густина його становить 1-2 грами на кубічний сантиметр, як у води. Тобто астероїди, розміром від 100 метрів до 100 кілометрів є сукупністю уламків різного розміру та пилу, що зчеплені власною гравітацією і наполовину складаються з порожнин.

Тунгуський метеорит

Відділ астероїдів і комет НДІ астрономії, і Ви особисто, тривалий час займаєтесь вивченням астероїда Бену, який швидко зближуються з Землею. До цього космічного тіла прикута увага вчених всього світу. Чи є перші результати європейської космічної місії OSIRIS-REx, яка долетіла до астероїда Бену?

Саме зараз два космічні апарати – японський “Хаябуса-2” та Європейський OSIRIS-REx досліджують два примітивних астероїда, що наближаються до Землі – Рюгу (діаметр 860 метрів, період обертання навколо осі 7,7 години) та Бену (діаметр 530 метрів, період обертання навколо осі 4,3 години).

Кінцевою ціллю обох місій є забір зразків грунту з поверхні цих тіл. На даний час японська місія виконала перший забір 22 лютого 2019 року, а також виконала підрив заряду над поверхнею цього астероїда з метою утворити кратер, щоб взяти потім зразки підповерхневої речовини. Але  аналіз речовини буде опрацьовано лише після доставки її на Землю у кінці 2020 року.

На одній з найкрупніших міжнародних  конференцій з планетних досліджень, яка відбулася 19 березня цього року у США, було представлено перші результати з цих апаратів. Насамперед, це знимки. Апарат OSIRIS-REx, що подолав відстань у 2 мільярди кілометрів, засняв, як з поверхні астероїда Бену відлітає каміння, доволі велике, розміром у метри. Це один з неочікуваних результатів.  Ми тепер розуміємо, що у такий спосіб з’являються метеорити, які згодом падають на Землю. Зразки речовин з астероїда Бену апарат поверне на Землю у капсулі у 2023 році.

Хочу зазначити, що ще до польоту космічної місії OSIRIS-REx харківські вчені разом зі своїми  колегами з інших країн спостерігали за астероїдом Бену на дуже  великому 8,2 метровому телескопі у Чилі. Ці спостереження дозволили краще зрозуміти місце походження цього астероїду. У Сонячній системі існує два великих резервуари, де «живуть»  малі тіла: головний пояс астероїдів, що знаходиться між орбітами Марса і Юпітера, і транснептуновий пояс, розташований за орбітою Нептуна.

В головному поясі знаходяться, як правило, кам’янисті астероїди, в основному силікатні. За орбітою Нептуна – астероїди, що уявляють собою льодяні тіла. Тож вчені працювали над розгадкою: звідки Бену?

Вважається, що астероїд Бену сформувався у головному поясі – між Марсом та Юпітером, пережив катастрофічне зіткнення, яке відбулося у проміжку між 800 мільйонами і 2 мільярдами років тому. Розмір головного поясу  астероїдів досить значний – він займає стільки місця, скільки становить відстань від Землі до Сонця. Вченим важливо було зрозуміти, на які  астероїди головного поясу схожий Бену? Для цього потрібні були наші спостереження. Харківські вчені вивчали, як цей астероїд відбиває світло у синих і червоних променях, потім порівнювали ці характеристики.

Справа в тому, що астероїди відрізняються один від одного тим, як вони  відбивають і поляризують світло, і на підставі  цього методу нам вдалося визначити, що Бену подібний до астероїдів сімейства Поляна, що знаходяться у внутрішній частині головного поясу. Над цими спостереженнями працювала завідувачка відділу астероїдів і комет НДІ астрономії, доктор фізико-математичних наук  Ірина Бельська разом із зарубіжними колегами. За результатами цього дослідження вони опублікували наукову статтю.

Яку небезпеку для Землі несе астероїд Бену?

У даний час Бену є одним з найнебезпечніших  для Землі астероїдів. Хоча його шанс зіткнутися з Землею найближчим часом відносно невеликий і, за оцінками вчених, становить 1 до 2700. Сьогодні вчені можуть точно передбачити шлях Бену у 2035 році, коли астероїд здійснить один з найближчих прольотів до Землі. Подальші спостереження дозволять вченим уточнити орбіту цього тіла і більш точно передбачити ймовірність зіткнення Бену з Землею.

Астероїд Bennu

Що вже змогли розповісти астероїди вченим про створення Землі та зародження на ній життя?

Ми багато чого дізналися! Хоча природа надто важко дає відповіді на питання, що цікавлять людство. Скажімо, звідки на Землі взялися океани? Адже Земля розташована близько до Сонця, і та частина протопланетної хмари, з якої формувалася Земля, не могла втримати воду, бо температура була занадто висока. То звідки ж вона? Одна із версій свідчить про те, що воду принесли з собою астероїди, що падали на Землю. Вони містили воду не як складову у вигляді льоду, а вода в астероїдах була зв’язана у мінералах.Під час переплавлення астероїдів у надрах Землі, вони виділяли воду.

Або ще таке запитання: звідки на Землі кисень? Побутує поширена думка, що легені планети – це ліси. Насправді, увесь кисень на Землі виробляють синьо-зелені водорості в океані. Життя саме підготувало собі підґрунтя для еволюції. Так з’явилися хемосинтезуючі бактерії, які використали цю здатність для своєї життєдіяльності. У якийсь момент вони почали виділяти кисень. Мутаційним шляхом. Таким чином, фотосинтезуючі організми з астероїдів переоблаштували усю нашу планету! А відтак, на Землі змогли  існувати вже інші організми, які споживають кисень для своєї життєдіяльності. Отже малі космічні тіла – астероїди і метеорити – вплинули на формування життя на Землі, доставляючи для цього необхідні складові з космосу.

Ми єдині у Всесвіті?  Астероїди дають відповідь на це запитання?  Або інші малі тіла?

Ми знаходимо на Землі найдавніші породи, «вік» яких становить лише 3,8 мільярди років. А у космосі тіла налічують 4,2 мільярди років і більше. Ми бачимо, що вже у перших породах на Землі присутнє існування життя. Знову питання: звідки ж взялася органіка для зародження життя на Землі?

У космосі є багато органічних речовин. У газових хмарах, що розташовані  у нашій галактиці, знайдено біля 200 молекул хімічних сполук. У космосі є молекули етанолу, тобто є спирт. Відомо, що у метеоритах існують доволі складні молекули та складні органічні речовини. При переплавленні, опроміненні космічними променями чи при взаємодії з блискавками  в атмосфері молодої планети ці органічні сполуки можуть формувати молекули, що самореплікуються. Відомо, що основа життя – це ДНК, яка вміє сама себе відтворювати. Те ж саме відбувається і з цими молекулами. Необхідно лише з’ясувати, чи випадково з’явилися такі самореплікуючі молекули? Якщо дійсно випадково, тоді є велика ймовірність того, що ми єдині у Всесвіті.

А чи можна використовувати астероїди для отримання готових вже сполук та сплавів, яких немає на Землі?

На Землі немає чистого металу, його треба виплавляти. А у космосі сама природа створила його. Наша Сонячна система сформувалася в одній із газових хмар, що утворилася після того, як зірки, що вмирали, викидали у космос величезну кількість газу та пилу. Частина цих речовин пройшла процес плавлення. Так створився метал. Одне з найважливіших завдань сьогоднішньої науки – знайти і освоїти з часом технологію, яка б дозволяла притягнути до Землі невеликий астероїд і отримувати з нього метал у готовому вигляді, коли він вже не існуватиме на Землі через вичерпані запаси сировини.

Над чим працюєте сьогодні?

Цікавих наукових досліджень багато!  Сподіваюся, що вивчення малих тіл дедалі більше відкриватиме таємниці космосу, формування нашої планетної системи та утворення життя на Землі.

Приємно відзначити, що роль Харківських науковців в цьому процесі шанується в усьому світі!    

Розмовляла: Наталія Меркулова.