Люди испытывают страх перед космосом. Большую часть этих страхов вызывают множественные фильмы про столкновение планеты с астероидом, которое несет глобальные последствия и грозит вымиранием нашей цивилизации. Также постоянные прогнозы ученых о приближающихся астероидах и метеоритах заставляют слабонервных рыть подземные бункеры. Сегодня мы рассмотрим известные случаи таких столкновений и возможности таковых в будущем.
Ученые Швейцарии недавно огорошили СМИ заявлением о том, что Луна возникла из-за столкновения Земли с большой блуждающей планетой.
Столкновение планет, как они говорят, произошло более четырех миллиардов лет назад. В Землю врезался объект размером с Марс, и от земли полетели "пух и перья" в разные стороны. Несколько осколков объединились, создав новое небесное тело - вечный спутник Земли Луну.
Андреас Ройфез - ученый университета Швейцарии - разрисовал обстановку так: столкновение планет произошло на большой скорости, и от обеих "отвалилось" в космос более пятисот тысяч кусков. Но только десять тысяч из них стали Луной, а остальные от большой силы удара улетели на большое расстояние от орбиты, поэтому мы их не видим.
Дело в том, что ученые давно ломали голову над Недавние исследования проб с больших глубин спутника показали, что порода схожа с составом Земли. Отсюда и появилась гипотеза, что только столкновение Земли с планетой могло создать новое космическое тело за счет отколовшихся кусков.
В 2004 году ученые стали много времени уделять изучению названного сложным именем "Планета 2М1207". Ранее предполагалось, что она находится в непосредственной близости от другого - меньшей по размерам 2M1207b. Считалось, что вторая, как и Луна, просто является спутником более взрослой планеты, но недавние четкие снимки показали - это одна планета.
То есть их изначально было две, но они умудрились срастись и теперь дружно живут. Эту "Сладкую парочку" создало совсем недавнее столкновение планет, произошедшее буквально позавчера по космическим меркам, а по нашим - земным - несколько десятков тысяч лет утекло с того знаменательного дня.
Их "союз" можно увидеть, вооружившись телескопом, в созвездии Центавир. Явление такого "монстра" стало целым событием для астрономов, поэтому они до сих пор занимаются изучением деталей "аварии на космической дороге".
Таким образом, столкновение планет - возможная трагедия. Она когда-то произошла и на Земле, благо пока не заселенной. Если такое произойдет вновь, то ни единой букашки здесь не останется: океаны выйдут из своих границ, а может, и испарятся вовсе из-за высочайшей температуры поверхности Земли, возникшей за счет удара.
Американцы вновь взялись за свое. Произошел между этими учеными спор: погибнет планета наша в октябре 2017 года или же катастрофа вновь нас минует?
Предположительно 12 октября сего года в непосредственной близости от Земли будет мигрировать астероид ТС4. Говорят, что его размер превосходит саму статую Свободы, поэтому если ему вздумается "заглянуть к нам на огонек", то этого огонька будет много. Последствия грозят нескольким тысячам людей, что превзойдет масштабы трагедии в Челябинске 2013 года, когда в результате падения иноземного тела на территорию мегаполиса было травмировано свыше 1200 человек.
Но это полбеды. Другой ученый удостоверяет, что ТС4 пройдет мимо, а вот встретить нам придется гиганта Нибиру, или, как его еще назвали, планету Х. Столкновение двух планет, то есть Земли и Нибиру, должно состояться также в октябре, только дата прибытия космического гостя пока не известна.
Ученый лишь сказал, что 5 октября она полностью закроет Солнце от землян, пролетая в созвездии Девы. Он же говорит, что последствия столкновения будут ужасными, поэтому пора копать бункеры, запасаться едой и водой. Это необходимо для того, чтобы выжить!
В апреле 2029 года Земля вновь станет мишенью астероида. На этот раз к нам приблизится Апофиз-99942, его размеры предположительно составляют в диаметре от 400 до 600 метров. Немного, но и немало для того, чтобы катастрофа случилась.
Путь его проляжет на расстоянии от 30 до 40 тысяч километров от Земли, поэтому что-то да случится: в лучшем исходе будут повреждены околоземные космические станции, а в худшем - столкновение с планетой.
Орбита надвигающегося тела проходит между нами и Луной, а это, как говорит Смирнов Сергей, старший научный сотрудник, очень плохо. Все дело в том, что ситуация будет напоминать проплывающую между двумя движущимися судами щепку. И в какую сторону эту щепку откинет волнами - не ясно.
Разбить астероид в космосе также не представляется возможным, так как его точные размеры и состав породы не известен, поэтому невозможно подобрать подходящее "оружие".
В любом случае не стоит паниковать раньше времени, ведь ученые много раз предсказывали конец света в связи со столкновением нашей планеты с другой, но еще ни одно предсказание не сбылось.
В последнем выпуске Nature появилась статья Жака Ласкара , одного из главных специалистов по динамике планет Солнечной системы, с впечатляющим названием: Existence of collisional trajectories of Mercury, Mars and Venus with the Earth ("Существование столкновительных траекторий Меркурия, Марса и Венеры с Землей ").
Это всё означает, что нет никакого шанса просчитать даже на супермощных компьютерах истинную судьбу внутренних планет Солнечной системы на весь срок, отпущенный нам Солнцем (т.е. 5 млрд. лет). Поэтому единственное, что мы можем сделать, это набрать статистику : т.е. взять много разных чуть-чуть отличающихся начальных условий, запустить их моделирование, а потом смотреть, какой процент сеансов моделирования вырабатывает какой тип поведения.
Итак, среди внутренних планет вырабатывает хаос. Но такой хаос достаточно безопасен для самих планет, поскольку эксцентриситеты их орбит остаются небольшими. Каждая планета крутится вокруг Солнца в своем узком кольце, и опасности пересечения орбит нет.
Однако уже давно известно, что Меркурий может всю эту идиллию нарушить на более долгих масштабах, порядка миллиардов лет. У него есть специфический резонанс с Юпитером, в результате которого, если Меркурий на каком-то своём обороте удачно попадет "в фазу", его эксцентриситет может раскачаться до больших значений: 0,9 и даже больше. Эллипс с таким эксцентриситетом уже вылезает за орбиту Венеры, и поскольку всё это происходит почти в одной плоскости, становится возможным столкновение Меркурия с Венерой (либо другой исход -- падение Меркурия на Солнце).
Иллюстрация того, как орбита с большим эксцентриситетом может привести к столкновениям. Картинка из новости Planetary science: The Solar System"s extended shelf life из того же Nature.
Именно всё это сейчас и преодолела группа Ласкара. Они запустили честное моделирование динамики планет с переменным шагом по времени: обычно шаг составлял 0,025 года, но если расстояние между какой-то парой планет становилось опасно маленьким, то шаг по времени еще уменьшался для сохранения численной точности. Ну, и учитывались все планеты плюс Плутон, а также Луна, и учитывались эффекты ОТО. Было запущено 2501 моделирование, которые различались только одним параметром -- начальным значением большой полуоси орбиты Меркурия -- на величину k*0,38 мм, где k = [-1200,1200]. Решение с данным значением k обозначалось S k .
Теперь результаты.
Тут вообще интересно то, что до этого речь шла о столкновениях Меркурия с Венерой, а тут вдруг оказалось, что сталкиваться могут все со всеми. Как выяснилось, причина вот в чём. Меркурий с большим эксцентриситетом иногда так удачно взаимодействует с далекими планетами-гигантами, что те передают ему заметную часть углового момента. Эксцентристет его при этом уменьшается, но орбита поднимается выше, т.е. ближе к орбитам других планет. Если после этого Меркурий быстро сталкивается с Венерой, то для Земли и Марса последствий практически никаких нет. А если он удачно избегает столкновения, то начинается дестабилизация всей внутренней Солнечной системы, и эксцентриситеты Марса, Земли и Венеры тоже сильно увеличиваются. В результате становится возможным столкновение какой угодно пары.
Пример столкновительной траектории между Землей и Марсом. Показан эксцентриситет
Меркурия
,
Земли
и
Марса
. Горизонтальная шкала -- время от 0 до 3,5 млрд.лет. Видно, что вначале вырастает эксцентриситет Меркурия, потом Меркурий вызывает рост эксцентриситетов других планет, и в какой-то момент происходит их столкновение. Картинка из оригинальной статьи.
Ну и напоследок насчет вероятностей. Газета.ру написала не мудрствуя лукаво, что "с вероятностью 1% Земля может столкнуться c Венерой или Марсом" (ну не одна Газета.ру, конечно). Это не так. 1% -- это вероятность того, что у Меркурия выработается очень большой эксцентриситет. Но большинство таких событий окажутся плачевным для Меркурия, но не для Земли. Какова вероятность того, что от этого начнется дестабилизация всей внутренней Солнечной системы -- пока неизвестно. Ведь сейчас имеется только одна-единственная траектория из начального набора из 2501, при которой потенциально опасная для Земли дестабилизация действительно возникает.
Поэтому приводить прямые оценки для вероятности того, что Земля с кем-нибудь столкнётся, авторы пока не берутся. Но наверняка через пару лет, когда статистики наберется побольше, они эти оценки приведут.
Ну и конечно совершенно неправильно писать, как например написала Компьюлента:
А вероятность столкновения Земли и Венеры составляет 1:2500 и может произойти не ранее, чем через 3,5 млн лет.
Ну а про заголовки типа "Земле предсказано столкновение с Марсом или Венерой (ФОТО) " или "Марс атакует через три миллиарда лет " я вообще молчу:)
Столкновения Земли с кометой -- вот чего стали бояться люди, перестав видеть в кометах предвестниц войн. Этой проблемой активно занимаются многие ученые.
Так в чем же заключается проблема космической угрозы? В солнечной системе находится громадное количество небольших тел - астероидов и комет, свидетелей той эпохи, когда происходило образование планет. Время от времени они переходят на орбиты, пересекающиеся с орбитами Земли и других планет. При этом возникает вероятность их столкновения с планетами. Доказательством существования такой вероятности являются гигантские кратеры-астроблемы, которыми испещрены поверхности Марса, Меркурия, Луны, а также необычная ситуация с массой и наклоном оси к плоскости орбиты Урана. Последовательное образование планет из Солнца друг за другом шло с последующим увеличением их масс - Нептун, Уран, Сатурн, Юпитер, но почему сейчас масса Урана оказалась меньше, чем у Нептуна? Естественно, при образовании планетами своих спутников их массы по-разному уменьшаются. В данном случае, причина заключается не только в этом. Обратим внимание на то, что Уран вращается вокруг своей оси “лежа” на плоскости орбиты. Сейчас угол между осью вращения и плоскостью орбиты равняется 8°. Почему Уран, по сравнению с другими планетами, так сильно наклонился? Видимо, причиной этого было столкновение с другим телом. Для того, чтобы сбить такую массивную и не образовавшую твердую оболочку планету, этому телу необходимо было иметь большую массу и высокую скорость. Возможно, это была большая комета, которая в перигелии получила от Солнца большую инерцию. На данный момент Уран имеет массу в 14,6 раз большую, чем Земля, радиус планеты 25400 км, один оборот вокруг оси совершает за 10 час. 50 мин. и скорость движения точек экватора равна 4,1 км/сек. Ускорение свободного падения на поверхности 9,0м/сек2, (меньше, чем на Земле), вторая космическая скорость 21,4 км/сек. В таких условиях Уран имеет кольцо определенной ширины. Подобное кольцо было и во время столкновения с другим телом. После столкновения Урана ось внезапно падает и исчезает сила, удерживающая кольцо, и бесчисленное количество кусков различных размеров разбрасывается в межпланетное пространство. Частично они падают на Уран. Таким образом, Уран теряет часть своей массы. Изменение направления оси Урана, возможно, способствовало изменению наклона плоскости орбит его спутников. В будущем, когда Уран начнет вращаться вокруг своей оси с меньшей скоростью, масса, которая сосредоточена в кольце, вернется вновь к нему, т.е. Уран притянет ее к себе и его масса увеличится.
У всех планет, кроме Меркурия, Венеры и Юпитера, даже у Сатурна, масса которого в 95 раз больше Земли, оси наклонены к плоскости орбиты. Это говорит о том, что они, как и Уран, сталкивались или с астероидами, или с кометами. Если происходит столкновение планет со своими спутниками, т.е. планеты притягивают их к себе, то в этом случае они падают в области экваторов и поэтому оси планет не отклоняются. Меркурий и Венеру от многих столкновений с астероидами или кометами спасало соседство Солнца, которое притягивало эти астероиды и кометы к себе. А Юпитер, имея огромную массу, проглатывала все ударяющиеся об нее тела и его ось не отклонялась.
Труды историков, современные астрономические наблюдения, геологические данные, информация об эволюции биосферы Земли, результаты космических исследований планет свидетельствуют о фактах существования катастрофических столкновений нашей планеты с крупными космическими телами (астероидами, кометами) в прошлом. Наша планета не раз за свою историю сталкивалась с крупными космическими телами. Эти столкновения приводили к образованию кратеров, некоторые из которых существуют и поныне, а при самых сильных даже к изменению климата. Одна из основных версий о гибели динозавров сводится к тому, что произошло столкновение Земли и крупного космического тела, вызвавшее сильное изменение климата, напоминающее “ядерную” зиму (падение вызвало сильное запыление атмосферы мелкими частицами, которые препятствовали прохождению света до земной поверхности, тем самым, приведя её к заметному охлаждению).
Можно представить, как бы выглядела бы подобная катастрофа. При приближении к Земле, тело начало бы увеличиваться в размерах. Сначала почти незаметная звезда за короткий срок сменила бы свой блеск на несколько звёздных величин, превратившись в одну из самых ярких звёзд на небе. При кульминации, она своими размерами на небе практически равнялась бы с Луной. При входе в атмосферу, тело обладающее 1- 2ой космической скоростью вызвало бы резкое сжатие и разогрев близлежащих масс воздуха. Если тело имело пористую структуру, то был бы возможен его раскол на более мелкие части, и сгорание основной массы в атмосфере Земли, если нет то произошёл бы только разогрев внешних слоёв тела, небольшое замедление скорости и после столкновения образование единственного кратера больших размеров. При втором варианте событий последствия для жизни на планете были бы апокалипсичны. Разумеется многое зависит от размеров тела. На существование разумной жизни может поставить крест столкновение даже с малым телом, обладающим около нескольких сот метров в диаметре, столкновение с телами большего размера может практически уничтожить жизнь вообще. Полёт тела в атмосфере сопровождался бы звуком похожим на звук от реактивного двигателя, увеличенного в несколько раз. За телом остался бы яркий хвост, образованный сверхразогретыми газами, что представляло бы неописуемое зрелище. При первом варианте на небе были бы видны тысячи болидов, а само зрелище было бы похоже на метеоритный дождь, только заметно превосходило его по силе. Последствия были бы не так катастрофичны как при первом варианте, но крупные болиды, достигнув земной коры, могли бы вызвать некоторые разрушения небольшого масштаба. При попадании крупного тела в земную кору, образовалась бы мощная ударная волна, которая, слившись с волной образовавшийся ещё при полёте, сравняла бы с землёй огромную площадь поверхности. При попадании в океан, поднялась бы мощная волна цунами, которая смыла бы всё с территорий, находящихся в нескольких сотнях километров от береговой линии. На стыке тектонических плит произошли бы сильные землетрясения и извержения вулканов, что повлекло бы новые цунами и выбросы пыли. На много лет на планете установился бы ледниковый период, а жизнь была бы откинута к начальным её формам. Если динозавры вымерли всё-таки по причине столкновения космического тела с Землёй, то оно, скорее всего, имело небольшие размеры и цельную структуру. Это подтверждает неполное уничтожение жизни, несущественное похолодание климата, а также наличие единственного кратера, предположительно в районе Мексиканского залива. Не исключено, что подобные события происходили не раз. В подтверждение этого некоторые учёные приводят в пример некоторые образования на поверхности Земли.
Самые древние кратеры навряд ли сохранились из- за движения земных пород, но научно доказано космическое происхождение некоторых образований. Это: Вольф- Крик (местоположение- Австралия, диаметр- 840 метров, высота вала- 30 метров), Чабб (местоположение- Канада, диаметр примерно равен 3.5 километра, глубина- 500 метров), “каньон Дьявола”- Аризонский метеоритный кратер (местоположение- США, диаметр- 1200 метров, высота над уровнем земной поверхности- 45 метров, глубина- 180 метров), что же касается комет, то столкновение Земли с ядром кометы зарегистрировано не было (в настоящее время идут дебаты о том, что небольшой кометой мог быть Тунгусский метеорит 1908г., но падение этого тела породило столько гипотез, что это нельзя считать основной версией и утверждать, что столкновение с кометой всё- таки произошло). Двумя годами позже падения Тунгусского метеорита, в мае 1910 года, Земля прошла сквозь хвост кометы Галлея. При этом на Земле не произошло никаких серьезных изменений, хотя высказывались самые невероятные предположения, в пророчествах и предсказаниях не было недостатка. Газеты пестрели заголовками типа: "Погибнет ли Земля в текущем году?" В сияющем газовом шлейфе, мрачно предрекали знатоки, имеются ядовитые цианистые газы, ожидаются метеоритные бомбардировки и другие экзотические явления в атмосфере. Кое-кто из предприимчивых людей стал под шумок приторговывать таблетками, якобы обладающими "антикометным" действием. Страхи оказались пустыми. Ни вредоносных сияний, ни бурных метеоритных потоков, ни каких-либо других необычных явлений отмечено не было. Даже в пробах воздуха, взятых из верхних слоев атмосферы, не было обнаружено ни малейших изменений.
Яркой демонстрацией реальности и грандиозности масштабов космических ударов по планетам стала серия взрывов в атмосфере Юпитера, обусловленная падением на него фрагментов кометы Шумейкер-Леви 9 в июле 1994 года. Ядро кометы в июле 1992 года в результате сближения с Юпитером разделилось на фрагменты, которые впоследствии столкнулись с планетой-гигантом. В связи с тем, что столкновения происходили на ночной стороне Юпитера, земные исследователи могли наблюдать лишь вспышки, отражённые спутниками планеты. Анализ показал, что диаметр фрагментов от одного до нескольких километров. На Юпитер упали 20 кометных осколков.
Ученые полагают, что динозавров породило и убило столкновение Земли с крупным космическим телом. Столкновение Земли с кометой или астероидом, произошедшее около 200 млн. лет назад, сопровождалось быстрым ростом популяции динозавров Юрского периода. Следствием удара небесного тела о Землю стало исчезновение многих видов, отсутствие конкуренции с которыми открыло динозаврам путь к приспособлению и преумножению численности. Таковы данные последних изысканий ученых, проведенных в 70 районах Северной Америки. Специалисты исследовали отпечатки следов динозавров и других ископаемых животных, а также анализировали следы химических элементов в скальных породах.
При этом был обнаружен иридий - элемент, редко встречающийся на Земле, однако вполне обычный для астероидов и комет. Его присутствие является убедительным доказательством того, что в Землю врезалось некое небесное тело, указывают специалисты. «Обнаружение иридия дает возможность установить время удара о Землю кометы или астероида, - говорит профессор Деннис Кент из американского университета Рутгерса. - Если мы соотнесем результаты этого открытия и имеющиеся у нас данные о растительной и животной жизни того времени, мы сможем узнать, что тогда произошло».
Однако тот же самый процесс ударил затем, через 135 млн. лет, и по самим ящерам. Многие ученые полагают, что мощный удар о Землю некоего космического объекта в районе полуострова Юкатан в Мексике 65 млн. лет назад привел к такой трансформации климата планеты, при которой дальнейшее существование динозавров оказалось невозможным. Одновременно возникли благоприятные условия для развития млекопитающих. Астероиды и кометы, орбиты которых пересекают орбиту Земли и представляют для нее угрозу, получили название опасных космических объектов (ОКО).Вероятность столкновения, прежде всего, зависит от количества ОКО того или иного размера и типа. Со времени открытия первого астероида, орбита которого пересекает орбиту Земли, прошло 60 лет. В настоящее время количество открытых астероидов размером от 10 м до 20 км, которые можно отнести к ОКО, составляет около трехсот и увеличивается на несколько десятков в год. По оценкам астрономов, общее количество ОКО диаметром более 1 км, которые могут привести к глобальной катастрофе, составляет от 1200 до 2200. Количество ОКО диаметром свыше 100 м составляет 100000. Если говорить о столкновении Земли с твердым ядром кометы, то одно такое ядро, приблизившись к Солнцу на расстояние Земли от Солнца, имеет один шанс из 400 000 000 столкнуться с Землей. Поскольку в год на этом расстоянии от Солнца проходит около пяти комет в среднем, то ядро какой-либо кометы может столкнуться с Землей в среднем один раз за 80 000 000 лет. Столкновения в Солнечной системе. Из наблюдаемого количества и орбитальных параметров комет Э.Эпик вычислил вероятность столкновения с ядрами комет различного размера (см. табл.). В среднем 1 раз за 1,5 млрд. лет Земля имеет шанс столкнуться с ядром диаметром 17 км, а это может полностью уничтожить жизнь на территории, равной площади Северной Америки. За 4,5 млрд. лет истории Земли такое могло случаться неоднократно.
Хотя вероятность столкновения с ОКО, приводящая к глобальным последствиям, невелика, но, во-первых, такое столкновение может произойти в следующем году точно так же, как и через миллион лет, а во-вторых, последствия будут сравнимы только с глобальным ядерным конфликтом. В частности, поэтому, несмотря на низкую вероятность столкновения, число жертв от катастрофы столь велико, что в расчете на год сравнимо с числом жертв авиакатастроф, убийств и т.п. Что же человечество может противопоставить внеземной опасности? На ОКО можно воздействовать двумя основными способами:
Поскольку при разрушении ОКО угроза его падения на Землю не устраняется, а уменьшается лишь уровень воздействия, более предпочтительным представляется способ изменения траектории ОКО. Для этого требуется перехватить астероид или комету на очень большом расстоянии от Земли. Чем можно воздействовать на ОКО? Это может быть:
В настоящее время ядерные взрывные устройства обладают наибольшей концентрацией энергии по сравнению с другими источниками, что позволяет рассматривать их в качестве наиболее -
перспективного средства воздействия на опасные космические объекты. К сожалению, в космических масштабах ядерное оружие является слабым даже для таких малых тел, как астероиды и кометы. Общепринятое мнение о его возможностях является сильно преувеличенным. С помощью ядерного оружия нельзя расколоть Землю, испарить океаны (энергией взрыва всего земного ядерного арсенала можно нагреть океаны на одну миллиардную долю градуса). Всем ядерным боезапасом планеты можно раздробить астероид диаметром всего девять километров при взрыве в его центре, если бы это было технически осуществимо.
Тем не менее, мы все-таки не бессильны. Задача предотвращения наиболее реальной угрозы столкновения с малым небесным телом диаметром сто метров является разрешимой на современном уровне земных технологий. Постоянно совершенствуются существующие и появляются новые проекты защиты Земли от космической угрозы.
Например, согласно исследованиям ученого из Соединенных Штатов, гигантская воздушная подушка может однажды спасти мир от космического столкновения с кометой: Герман Бурчард (Hermann Burchard) из Государственного Университета Оклахомы предлагает послать космическое судно, оборудованное массивным воздушным мешком, который может быть раздут до размеров в несколько миль шириной и использоваться в качестве мягкого сопротивления вторгающийся солнечную систему далеко от курса столкновения с землей.
«Это безопасная, простая и реально выполнимая идея»,-говорит Бурчард. Однако, он признает, что остаются еще многочисленные детали, которые должны быть разработаны. Например материал для воздушной подушки, который должен быть достаточно легок для перемещения в космическом пространстве и в то же время достаточно прочным, чтобы отразить комету от ее курса на Землю.
После внимательного изучения материала о кометах я выяснил, что, несмотря на тщательное их изучение, кометы таят в себе ещё много загадок - чего стоят множество теорий об их происхождении и нескончаемая вереница новых открытий!.. Какие-то из этих красивых «хвостатых звёзд», время от времени сияющих на вечернем небе, могут представлять реальную опасность для нашей планеты. Но прогресс в этой области не стоит на месте. Постоянно совершенствуются существующие и появляются новые проекты исследования комет и защиты Земли от космической угрозы. Так что, скорее всего, в ближайшие десятилетия человечество найдет способ «постоять за себя» в космическом масштабе.
