Geminidy są znacznie starsze, niż sądzono. Tak wskazuje planetoida 3200 Phaethon

Meteoryty spadające na Ziemię w roju Geminidów mogą być 10 razy starsze, niż sądziliśmy, sugerują symulacje ewolucji nietypowej planetoidy Phaethon.

Najnowsze badania wskazują, że to właśnie przypominająca kometę planetoida Phaethon prawdopodobnie rzuciła w stronę Ziemi tysiące fragmentów skalistych, szybko krążąc wokół Słońca 18 000 lat temu – a wkrótce może wyrzucić ich jeszcze więcej.

Nowe badania sugerują, że skały tworzące rój Geminidów, który pojawia się pod koniec każdego roku, mogły narodzić się w wyniku nietypowego zdarzenia, do którego doszło 18 000 lat temu. Gdyby tak faktycznie było, meteoroidy tworzące ów rój okazałyby się dziesięciokrotnie starsze, niż dotychczas szacowano.

Nazwa roju Geminidów pochodzi od konstelacji Bliźniąt – miejsca na niebie, z którego zdają się wyłaniać meteoryty. Ale meteoryty w rzeczywistości pochodzą z 3200 Phaethon, dziwacznej niebieskiej planetoidy, która krąży po eliptycznej orbicie, na której zbliża się co okrążenie do Słońca na odległość zaledwie 0,14 AU (14 proc. odległości Słońce-Ziemia). W tym punkcie swojej orbity Phaethon o średnicy 5,1 km rozwija nietypowy ogon, który sprawia, że przypomina on kometę.

Czytaj także: Japońska misja DESTINY+ do dziwacznej planetoidy odłożona

Astronomowie przez lata wierzyli, że ogon składa się z fragmentów skał, które tworzą chmurę pyłu, która z kolei generuje Geminidy. Jednak ostatnie obserwacje przeczą temu, wskazując, że obecne cząstki ogona są tysiąc razy mniejsze niż skały wielkości koralików opadające na Ziemię w ramach roju Geminidów i mogą nawet składać się z odparowanego sodu, a nie pyłu. Dlatego chmura skał odpowiedzialna za Geminidy musiała powstać w dalszej przeszłości. Ale kiedy – i jak?

Jedna z teorii sugeruje, że Phaethon zdeponował fragmenty Geminidów w pobliżu Ziemi około 2000 lat temu, ponieważ wtedy skała zbliżyła się najbliżej Słońca, mówi główny autor badania Hangbin Jo, absolwentka astronomii na Uniwersytecie Narodowym w Seulu w Korei Południowej. Astronomka zauważyła jednak, że gdyby Phaethon wytworzył Geminidy w wyniku aktywności podobnej do komety, planetoida musiałaby zawierać ogromne ilości lodu, aby wyrzucić fragmenty, co według modeli komputerowych jest mało prawdopodobne.

Zamiast tego Jo wraz ze swoim współpracownikiem skupili się na innym mechanizmie: niestabilności rotacyjnej. Jo powiedziała, że w takim procesie promieniowanie słoneczne „popycha” planetoidę, powodując powolne przyspieszenie tempa jej obrotu, tak że miliony lat później będzie wirować wystarczająco szybko, aby siły odśrodkowe mogły pokonać siły grawitacyjne sklejające najmniejsze elementy planetoidy. W przypadku Phaethona taka niestabilność spowodowałaby jego częściową fragmentację, tworząc miliony kawałków – całkiem możliwe, że Geminidy.

Aby przetestować swoją teorię, badacze cofnęli się od dnia dzisiejszego, określając położenie i prędkość Phaethona na przestrzeni ostatnich 100 000 lat. Następnie wybrali dziewięć okresów, każdy o długości 1000 lat, w ramach których symulowali wyrzucanie przez planetoidę kawałków skał.

W tych symulacjach Phaethon modelowano jako kulę o masie 116 bilionów kilogramów, obracającą się wystarczająco szybko, aby oderwało się od niej około 300 000 fragmentów, głównie z równika. Naśladowałoby to zachowanie planetoidy, gdyby promieniowanie słoneczne uczyniło ją niestabilną obrotowo. Następnie badacze prześledzili ścieżki tych odłamków na przestrzeni tysiącleci, biorąc pod uwagę przyciąganie grawitacyjne ze strony wszystkich planet Układu Słonecznego.

Symulacje wykazały, że szybko wirujący Phaethon mógł wyprodukować Geminidy. Po pierwsze, wyniki sugerują, że całkowita masa meteorów wyniesie średnio 10 milionów ton, co jest zgodne z przewidywaniami wykonanymi za pomocą sondy Parker Solar Probe. Co więcej, dwie symulacje niemal dokładnie odwzorowywały trajektorie obserwowanych Geminidów.

W tych modelach utrata masy Phaethona miała miejsce 18 000 lat temu, co doprowadziło badaczy do wniosku, że miało to miejsce najprawdopodobniej wtedy, gdy cząstki odpowiedzialne za powstanie Geminidów zostały wyrzucone z jego powierzchni w przestrzeń kosmiczną. Symulacje wykazały również, że jest to tylko ułamek fragmentów powstałych podczas tego zdarzenia, które łączna grawitacja Wenus i Ziemi skierowała w naszą stronę około 4000 lat temu.

Naukowcy mają nadzieję, że japońska misja DESTINY+, której start zaplanowano na 2025 r., po dotarciu do Phaethona znajdzie dowody na taką niestabilność rotacyjną.

Jo przekonuje, że po utracie masy Phaethon prawdopodobnie zwolnił ze względu na zachowanie momentu pędu. Jednak nowe obserwacje sugerują, że skała kosmiczna znów wiruje szybciej, skracając okres swojej rotacji o 4 milisekundy każdego roku. Oznacza to, że pewnego dnia mogą narodzić się nowe meteoryty – ale to dopiero za kilka milionów lat.



Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Puls Kosmosu od 2015 roku informuje o aktualnościach ze świata astronomii, kosmologii i eksploracji przestrzeni kosmicznej. Krótko, rzeczowo i bez sensacji.

Autor: Radek Kosarzycki

ARCHIWUM

KONTAKT

pulskosmosu[at]gmail.com