Οι κομήτες είναι πιο επικίνδυνοι από όσο νομίζαμε
Ξέρετε πώς ονομαζόταν η πλοκή μιας εκπομπής CSI:Chicxulub επιθυμών να είναι? Ανακαλύπτοντας τι σκότωσε τους δεινόσαυρους, φυσικά. Δεν υπάρχει πλέον καμία αμφιβολία ότι η σκηνή του «εγκλήματος» ήταν η χερσόνησος Γιουκατάν, στο Μεξικό, όπου οι ερευνητές βρήκαν έναν τεράστιο κρατήρα. Αλλά ποιο ήταν το φονικό όπλο—ένας αστεροειδής ή ένας κομήτης; Μια ασήμαντη διαφορά, μπορεί να σκεφτείτε, όπως το αν αυτή η σοκολάτα στο πεζοδρόμιο είναι ένα σπασμένο μπαρ Snickers ή Kit Kat. Αλλά το να γνωρίζουμε τι είδους πράγμα έπληξε τη Γη κοντά στη σύγχρονη πόλη Chicxulub, ανοίγοντας το δρόμο για τα θηλαστικά να σηκωθούν, επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο οι αστρονόμοι αξιολογούν τους κοσμικούς κινδύνους για τον πλανήτη μας.
Τώρα οι κομήτες, όπως ίσως γνωρίζετε, έρχονται από πολύ μακριά και περνούν λίγο χρόνο στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Οι επιστήμονες, με βάση την εργασία δεκαετιών, θεωρούν ότι είναι μικρός κίνδυνος η σύγκρουση με τη Γη. Μια νέα μελέτη, ωστόσο, υπονοεί ότι οι κομήτες αποτελούν πολύ μεγαλύτερη απειλή από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Συγκεκριμένα, είναι η μεγάλη περίοδος , αντί για τις βραχείας περιόδου, πρέπει να προσέξουμε.
Οι κομήτες μακράς περιόδου είναι οι λιγότερο πιθανό να χτυπήσουν τον πλανήτη μας, επειδή επισκέπτονται το εσωτερικό ηλιακό σύστημα σπάνια (συχνά μόνο μία φορά) και κλείνουν τόσο γρήγορα που η Γη είναι ένας μικροσκοπικός στόχος. Προέρχονται από το σύννεφο Oort, το οποίο εκτείνεται αρκετά έτη φωτός από τον ήλιο (200.000 φορές την απόσταση Γης-Ήλιου) μέχρι την άκρη του ηλιακού συστήματος. Τα περισσότερα αντικείμενα από το σύννεφο του Oort δεν θα περάσουν ποτέ κοντά στον ήλιο, αλλά τα λίγα που το κάνουν μπορούν να φωτίσουν τον ουρανό μας. Καθώς ζεσταίνονται και οι πάγοι τους εξατμίζονται, δημιουργούν φωτεινά κώματα και ουρές. Ο κομήτης Hale-Bopp ήταν ένα εκθαμβωτικό θέαμα όταν πέρασε από το εσωτερικό ηλιακό σύστημα το 1997.
Αυτοί οι κομήτες μετά βίας συνδέονται βαρυτικά με το άστρο μας. Γαλαξιακές δυνάμεις, όπως η συνδυασμένη βαρύτητα των άνισα κατανεμημένων νεφών σκόνης και αερίων, τα ωθούν προς το εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Οι κομήτες μικρής περιόδου (ή της οικογένειας του Δία), από την άλλη πλευρά, προέρχονται από τη ζώνη Kuiper, υπολειπόμενο παγωμένο υλικό πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα. Στο δρόμο τους προς το εσωτερικό ηλιακό σύστημα, η βαρύτητα του Ποσειδώνα τους πυροβολεί, κλωτσώντας τους προς τα έξω. Καθώς επιστρέφουν για ένα άλλο πέρασμα, κινούνται τελικά προς τα μέσα προς τον Ουρανό, ο οποίος, με τον Κρόνο, επαναλαμβάνει αυτή τη διαδικασία, παραδίδοντας αντικείμενα στον Δία, την κυρίαρχη μάζα του ηλιακού συστήματος (εκτός φυσικά από τον ήλιο). Μόλις ένας κομήτης βρεθεί στα χέρια του Δία, το ρολόι χτυπά μέχρι να περάσει πολύ κοντά στον Δία και να εκτοξευτεί έξω από το ηλιακό σύστημα. Υπάρχει ένα χρονικό παράθυρο στο οποίο ένας κομήτης μπορεί να συγκρουστεί με τη Γη, αλλά είναι στενός και τα ποσοστά πρόσκρουσης είναι χαμηλά.
Στη νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Scientific Reports , οι αστροφυσικοί του Χάρβαρντ Amir Siraj και Avi Loeb (ναι, ο υποστηρικτής αυτής της αμφιλεγόμενης υπόθεσης για τους εξωγήινους) προσθέτουν μια ρυτίδα σε αυτή την ιστορία. Υπολογίζουν ότι περίπου το 20 τοις εκατό των κομητών μακράς περιόδου που περνούν μέσα στην τροχιά της Γης περνούν τόσο κοντά στον ήλιο που σχίζονται από παλιρροϊκές δυνάμεις. Αυτή η διαδικασία δημιουργεί μακριές λωρίδες θραυσμάτων κομήτη που αυξάνουν κατά πολύ τις πιθανότητες σύγκρουσης με τη Γη.
Είναι πολύ συνηθισμένο οι κομήτες που περνούν κοντά στον ήλιο να διαταράσσονται παλιρροιακά. Οι επιστήμονες γνωρίζουν αρκετές ομάδες κομητών που είναι πιθανά παλιρροιακά θραύσματα. Για παράδειγμα, η ομάδα Kreutz περιέχει χιλιάδες κομήτες που εκτείνονται κατά μήκος παρόμοιων τροχιών γύρω από τον ήλιο που πιστεύεται ότι είναι τα απομεινάρια ενός μόνο γιγαντιαίου κομήτη που διαταράχθηκε πριν από χίλια ή περισσότερα χρόνια.
Από τον κρατήρα Chicxulub, οι επιστήμονες μπορούν να πουν ότι το κρουστικό εκκρεμές είχε διάμετρο περίπου 12 χιλιομέτρων. Τα ιζήματα που βρέθηκαν κάτω από τον κρατήρα περιείχαν υλικό που συνήθως σχετίζεται με αστεροειδείς. Αυτό δεν θα ήταν έκπληξη. Αστρονομικά μιλώντας, τα περισσότερα από τα πράγματα που χτυπούν τη Γη προέρχονται από κοντά, στο εσωτερικό μέρος της ζώνης των αστεροειδών, την πλησιέστερη πηγή χαλαρών αντικειμένων. Πράγματι, οι βράχοι που έχουν συσχετιστεί φασματικά με αστεροειδείς κυριαρχούν στις συλλογές μετεωριτών μας.
Αυτοί οι μετεωρίτες είναι τόσο συνηθισμένοι που τους ονομάζουμε «συνηθισμένους» χονδρίτες ή πετρώδεις μετεωρίτες. Το φως που ανακλάται από τους περισσότερους μετεωρίτες μοιάζει ακριβώς με το φως που βλέπουμε όταν στρέφουμε τα τηλεσκόπια μας στα εσωτερικά μέρη της ζώνης των αστεροειδών. Ασταθείς τροχιακούς συντονισμούς διασχίζουν αυτή τη ζώνη και όταν ένας αστεροειδής εισέρχεται σε έναν από αυτούς τους συντονισμούς, οι πλανήτες (συνήθως ο Δίας) διαταράσσουν έντονα την τροχιά του, προοδευτικά τεντώνοντάς την μέχρι να γίνει όλο και πιο ελλειπτικός ή «εκκεντρικός». Αυτό ωθεί αστεροειδείς από το εσωτερικό μέρος της ζώνης στο βασίλειο των βραχωδών πλανητών, ενώ οι αστεροειδείς της εξωτερικής ζώνης συνήθως καταλήγουν πολύ κοντά στον Δία και εκτοξεύονται εντελώς έξω από το ηλιακό σύστημα. Πολλοί κοντινοί αστεροειδείς συγκρούονται με τον ήλιο και ένα κλάσμα χτύπησε τη Γη.
Μια μελέτη του 2007 πρότεινε ότι ένας αστεροειδής που σχετίζεται με την οικογένεια Baptistina από την εσωτερική ζώνη, που δημιουργήθηκε από τη διάσπαση ενός μεγαλύτερου αντικειμένου (πιθανώς από σύγκρουση μεταξύ αστεροειδών) πριν από περίπου 160 εκατομμύρια χρόνια, ήταν ο δολοφόνος των δεινοσαύρων. Ένα μέλος αυτής της οικογένειας αστεροειδών υποτίθεται ότι εισήλθε σε ασταθή συντονισμό με τον Δία και κλωτσήθηκε στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, τελικά συγκρούστηκε με τη Γη πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, τα ιζήματα που άφησαν πίσω μας μετά τη σύγκρουση υποδηλώνουν ότι αυτό που χτύπησε τον πλανήτη μας ήταν σε αντίθεση με τους συνηθισμένους χονδρίτες μετεωρίτες και περισσότερο παρόμοιο με τους ανθρακούχους χονδρίτες, που σχετίζονται με μια διαφορετική κατηγορία αστεροειδών (που προέρχονται πιο συχνά από την εξωτερική ζώνη).
Θεωρήθηκε ότι η οικογένεια Baptistina ήταν παρόμοια σε σύνθεση με τους ανθρακούχους χονδρίτες, αλλά μεταγενέστερη εργασία έδειξε ότι αυτοί οι αστεροειδείς ήταν πιο πιθανό να μοιάζουν με τους κοινούς χονδρίτες. Η χρονική στιγμή της διάλυσης της Baptistina μεταφέρθηκε επίσης πολύ νωρίτερα, περίπου 80 εκατομμύρια χρόνια πριν, αφήνοντας μόνο ένα στενό χρονικό παράθυρο για τις επιπτώσεις. Έτσι, η θεωρία του αστεροειδούς Baptistina δεν ταιριάζει πλέον με τον δολοφόνο των δεινοσαύρων. Φυσικά, αυτό δεν υποτιμά πλήρως τους αστεροειδείς. Ένας άλλος ανθρακούχος αστεροειδής θα μπορούσε εύλογα να είχε κάνει τη δουλειά.
Και αυτό ακριβώς είναι μια πρόσφατη μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Science Advances , προτείνει. Η Joanna Morgan, συν-συγγραφέας της εφημερίδας, είπε στους The Times ότι είναι πλέον «αδιαμφισβήτητο» ότι ένας αστεροειδής , διαμέτρου περίπου 12 χιλιομέτρων, σκότωσε τους δεινόσαυρους. Ένας από τους πυρήνες ιζήματος που ανακτήθηκε από την περιοχή πρόσκρουσης «περιέχει ένα εξαιρετικά καλά διατηρημένο αρχείο του άμεσου επακόλουθου του γεγονότος πρόσκρουσης Chicxulub εντός του κρατήρα που μπορεί να ξεμπλέξει χρησιμοποιώντας διάφορους γεωχημικούς ιχνηθέτες», έγραψαν οι ερευνητές. "Με την εφαρμογή αυτών των ανιχνευτών, τα αποτελέσματα των προσκρούσεων αστεροειδών στη βιόσφαιρα και το παγκόσμιο περιβάλλον κατά τους πρώτους μήνες έως τις χιλιετίες της Καινοζωικής Εποχής, καθώς και η μοίρα του κρουστικού εκτελεστή Chicxulub αποκαλύπτονται με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια."
Αστεροειδής αρκετά μεγάλοι για να σκοτώσουν τους δεινόσαυρους έχει αποδειχθεί ότι χτυπούν τη Γη περίπου μία φορά κάθε 350 εκατομμύρια χρόνια. Χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η παλιρροιακή διαταραχή, οι κομήτες μακράς περιόδου έχουν τόσο χαμηλές πιθανότητες πρόσκρουσης που μόνο ένας δολοφόνος δεινοσαύρων θα είχε χτυπήσει τη Γη από τον σχηματισμό της. Ωστόσο, αφού έλαβαν υπόψη τη διαταραχή, οι Siraj και Loeb διαπιστώνουν ότι ο ρυθμός τέτοιων επιπτώσεων είναι περίπου ο ίδιος με τους αστεροειδείς. Ωστόσο, η ίδια διαδικασία δεν θα ενίσχυε τον ρυθμό πρόσκρουσης των αστεροειδών, επειδή οι αστεροειδείς είναι πολύ πυκνοί για να διαταραχθούν εύκολα.
Το εναλλακτικό μοντέλο διάλυσης του κομήτη των Siraj και Loeb απαιτεί έναν εισερχόμενο κομήτη που έχει διάμετρο τουλάχιστον 40 έως 60 χιλιομέτρων. Αυτό είναι ένα τέρας, περίπου στο μέγεθος της πόλης της Νέας Υόρκης, από το νότιο άκρο του Staten Island μέχρι το βορειότερο σημείο του Bronx (μια ώρα με το αυτοκίνητο στην καλύτερη περίπτωση), αλλά όχι πρωτόγνωρο, στην πραγματικότητα περίπου στο ίδιο μέγεθος με κομήτης Hale-Bopp. Δεν είναι εύκολο να υπολογίσουμε τα μεγέθη των θραυσμάτων που θα παρήγαγε ένας κομήτης αυτού του μεγέθους αφού διαρρήξει, αλλά ο Siraj και ο Loeb υπολογίζουν ότι θα έχουν διάμετρο περίπου 7 χιλιόμετρα—το σωστό μέγεθος για τον δολοφόνο των δεινοσαύρων.
Αν και είναι προκλητικό, το νέο μοντέλο εμπεριέχει σημαντική αβεβαιότητα. Όλα τα σημάδια δείχνουν ότι οι αστεροειδείς είναι υπεύθυνοι για τις περισσότερες κρούσεις στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα - τουλάχιστον για αυτές που μπορούμε να δούμε. Οι κατανομές μεγεθών κρατήρων στον Ερμή, το φεγγάρι και τον Άρη αντικατοπτρίζουν την κατανομή μεγέθους των αστεροειδών κοντά στη Γη, υποδηλώνοντας ότι αυτά είναι τα αντικείμενα που έχουν καταρρεύσει στους πλανήτες (συμπεριλαμβανομένης της Γης, όπου οι περισσότεροι κρατήρες έχουν θαφτεί λόγω γεωλογικής δραστηριότητας ή καλύπτεται από διάβρωση).
Το μοντέλο του κομήτη απαιτεί επίσης να δημιουργείται ένας τεράστιος αριθμός θραυσμάτων κάθε φορά που ένας κομήτης τέρας διακόπτεται από το να περάσει κοντά στον ήλιο. Οι προσομοιώσεις διαπιστώνουν ότι ένα διαταραγμένο σώμα τεντώνεται παλιρροιακά σε μακριές κλωστές που επανασυσσωματώνονται σε περίπου 10 έως 20 αντικείμενα. Αυτές οι προσομοιώσεις ταιριάζουν με τη φυσική επίδειξη της διάσπασης του κομήτη Shoemaker-Levy 9 σε περίπου 20 κομμάτια αφού πέρασε πολύ κοντά στον Δία, το 1992. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι χιλιάδες κομήτες της οικογένειας Kreutz πιστεύεται ότι έχουν παραχθεί μέσω μιας σειράς γεγονότα διακοπής, αντί για ένα μεμονωμένο. Αντίθετα, το νέο μοντέλο χρειάζεται εκατοντάδες έως χιλιάδες θραύσματα για να παραχθούν προκειμένου να αυξηθεί η πιθανότητα σύγκρουσης των κομητών αρκετά ώστε να βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο με αυτό των αστεροειδών.
Στη συνέχεια, υπάρχει το στοιχείο ιρίδιο. Εκτεταμένες γεωλογικές ανασκαφές σε όλο τον κόσμο δείχνουν ότι, στον απόηχο της πρόσκρουσης, εναποτέθηκε ένα εντυπωσιακό στρώμα υλικού πλούσιου σε ιρίδιο. Δεδομένου ότι το ιρίδιο είναι τόσο σπάνιο στη Γη—είναι «υψηλά σιδεροφιλικό» (λάτρης του σιδήρου), άρα σχεδόν όλο το ιρίδιο της Γης βρίσκεται στον πυρήνα του πλανήτη— οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το υλικό προήλθε από το διάστημα. Ο δολοφόνος δεινοσαύρων πρέπει να περιείχε αρκετά ώστε να αφήσει ένα παγκόσμιο στρώμα πλούσιο σε ιρίδιο σε ολόκληρη τη Γη.
Ένας κομήτης θα περιέχει αρκετά; Εξαρτάται από τι κατασκευάστηκε ο κομήτης. Δεν υπάρχουν πολλά κομμάτια κομητών για δοκιμή, αλλά τα δείγματα που επιστράφηκαν από τον Comet Wild-2, ευγενική προσφορά της αποστολής Stardust της NASA, διαπίστωσαν ότι ήταν πολύ παρόμοια με ανθρακούχους χονδρίτες μετεωρίτες, οι οποίοι είναι γνωστό ότι περιέχουν ιρίδιο (αν και κάπως λιγότερο από τους κοινούς χονδρίτες). Προφανώς το επίπεδο ιριδίου ενός αντικειμένου κομήτη δεν θα ήταν τόσο μακριά, αλλά μένει να το δούμε.
Αυτό μας αφήνει με το πόδι στη γη του κανενός. Ενώ η πηγή Baptistina έχει στεγνώσει, οι ανθρακούχοι αστεροειδείς είναι αρκετά άφθονοι ώστε να αντιπροσωπεύουν έναν εύλογο κρουστικό αστεροειδές και θα ταιριάζουν με όλα τα δεδομένα. Αυτό δεν αποκλείει εντελώς την ιδέα του Siraj και του Loeb για τον κομήτη, επειδή καθώς η παλιρροϊκή διαταραχή αυξάνει τον αριθμό των κομητών (παράγοντας θραύσματα), αυξάνει επίσης τις πιθανότητες συντριβής τους στους πλανήτες - μια στροφή που πρέπει να λάβουν υπόψη οι μελλοντικοί υπολογισμοί σχετικά με τις πιθανότητες πρόσκρουσης .
Αυτό που είναι προφανές, ακόμα κι αν δεν «απώθησε» τους δεινόσαυρους, είναι ότι είναι ασφαλές να υποθέσει κανείς ότι οι κομήτες, που έχουν θρυμματιστεί σε θραύσματα από τη βαρύτητα του ήλιου, αποτελούν μια υποτιμημένη απειλή.
Ο Sean Raymond είναι ένας Αμερικανός αστροφυσικός που εργάζεται στο Αστροφυσικό Εργαστήριο του Μπορντό στη Γαλλία. Γράφει επίσης ένα ιστολόγιο στη διεπαφή επιστημονικής και φαντασίας και πρόσφατα δημοσίευσε ένα βιβλίο με ποιήματα αστρονομίας.
Αναφορές
1. Siraj, A. &Loeb, A. Διάσπαση ενός κομήτη μακράς περιόδου ως προέλευση της εξαφάνισης των δεινοσαύρων. Επιστημονικές Εκθέσεις 11 , 3803 (2021).
2. Συγγραφείς προσωπικού. Ο χωρισμός της Baptistina. Περιοδικό Αστροβιολογίας (2007).
3. Goderis, S., et al. Παγκοσμίως κατανεμημένο στρώμα ιριδίου που διατηρείται στη δομή κρούσης Chicxulub. Προόδους της Επιστήμης 7 , eabe3647 (2021).
4. Blakely, R. Αστεροειδής σκόνη που συνδέεται με τον κρατήρα Chicxulub επιβεβαιώνει τη θεωρία της εξαφάνισης των δεινοσαύρων. The Times (2021).
5. Stephens, T. Η θεωρία του νέου σχηματισμού εξηγεί το μυστηριώδες διαστρικό αντικείμενο «Oumuamua». News.ucsc.edu (2020).
Εικόνα μολύβδου:solarseven / Shutterstock
