Becsapódásokra utaló megfigyelések

Az emberiség újkori történetét végigkíséri annak vizsgálata, hogy az égitestek leeshetnek-e a Földre, illetve ütközhetnek-e egymással. A közelmúltban a földközeli kisbolygók felméré-se és általában a Naprendszer minden képzeletet felülmúlóan részletes megismeréfelméré-se helyezte új megvilágításba a kérdést. Az elmúlt évtizedben betekintést nyertünk más csillagok boly-górendszereinek kialakulásába és szerkezetébe. Az új ismeretek két évtized alatt alapjában

változtatták meg az ütközésekr˝ol alkotott képünket. Ez tendenciájában az ütközések szerepé-nek háttérbe szorulásával járt: mivel korábban kevés, jobbára égi mechanikai jelenség szerepét ismertük föl a bolygórendszerek keletkezésében, olyan hatásokat is égi mechanikai eredet ˝u-nek véltünk, illetve ütközések hatásának tulajdonítottunk, amelyeket lényegében egészen más (pl. hidrodinamikai, termodinamikai, elektrosztatikus) folyamatok okoztak. Az új ismeretek fényében át kellett értékelnünk az ütközések szerepét a naprendszerek formálásában és fejl˝o-désében.

A mai Naprendszerben a becsapódások nem gyakoriak. Két égitest ütközésének els˝o, re-konstruálhatóan dokumentált megfigyelése 1178. június 18-áról származik, Canterbury Ger-vasius krónikájából (Hartung 1976). Ezen a napon öt szerzetes volt szemtanúja, hogy kevéssel napnyugta után a Hold sötét oldalán fényszarvak jelentek meg. A szarvak leírt helyzete alapján valószín ˝u, hogy a 22 km átmér˝oj ˝u Giordano Bruno nev ˝u – valószín ˝uleg nagyon fiatal – krátert kialakító becsapódást figyelték meg. Azonban a megfigyelés értelmezése körül nem alakult ki konszenzus, alternatívaként meteor észlelése, vagy szcintilláció is szóba került (O’Keefe 1982).

Ma hasonló megfigyeléseket számos amat˝or csillagász készít videókamerával, a Hold árnyékos oldalán felvillanó becsapódási tranziensek tucatjait örökítve meg. E tranziensek korrelációja az ismert meteorzáporokkal bizonyított, számos gyors felvillanás esetében sikerült (Crotts 2009 és hivatkozásai) a becsapódó meteorok rajtagságát is azonosítani (f˝oleg Leonida, Perseida és Taurida esetek ismeretesek).

Földbe csapódó égitestekr˝ol több híres értesítés tudósít, elegend˝o csak a Kr. e. 2597-ben lehulló meteoritot(?) említeni, amely Huang Ti kínai császár halálát okozta; illetve az 1908-as Tunguz eseményt, amely egy légkörben fölrobbant üstökös vagy kisbolygó környezeti hatását illusztrálja. A közelmúltban több, a Jupitert ér˝o becsapódási eseményt is sikerült megörökíteni (1.11. ábra). 1994. július 16-22. között volt megfigyelhet˝o a már korábban darabokra hul-lott Shoemaker-Levy 9 üstökös maradványainak becsapódása a Jupiterbe, látványos légköri alakzatokat hozva létre. 2009 júniusában egy 500 méteres kisbolygó Jupiterbe csapódásának eredményeképpen hasonló felh˝oalakzatokat figyeltek meg (Sánchez-Lavega és mtsai. 2010;

Fletcher és mtsai. 2010), míg 2010 júniusában egy még kisebb aszteroida Jupiterbe csapódásá-nak folyamatát is sikerült két független videófelvételen rögzíteni, a felvillanás mintegy 1,5–2 másodpercig volt követhet˝o (Hueso és mtsai. 2010, 1.11. ábra).

A becsapódások közvetett megfigyelése - az eredményen keresztül - lényegesen könnyebb.

Már Galilei megfigyelte a Hold krátereit, azonban a XIX. század legvégéig ezeket vulkanikus eredet ˝unek hitték. A becsapódásos eredet elleni f˝o érv az volt, hogy a becsapódó törmelék pályája várhatóan „lapos szögb˝ol” érkezik, és elnyúlt krátereket kellene létrehoznia. Csak 1960 körül vált elfogadottá a becsapódásos eredet, amikor laboratóriumi kísérletekkel igazol-ták, hogy a szögben érkez˝o törmelék is kör alakú krátereket formál. Ebben az id˝oben váltak ismertté a Merkúr, Vénusz, Mars bolygók krátermez˝oi is.

A közelmúlt megfigyelései szinte áttekinthetetlen mennyiség ˝u további érvvel támasztották alá a nagybolygók felszínét ér˝o nagy becsapódások meghatározó szerepét. A talán legfonto-sabb bizonyíték a víz, amely a Földön kívül a Holdon, a Marson, a Merkúron és a Vénuszon

1.11. ábra.A Jupiteren megfigyelt becsapódási események. Balra: a Galileo ˝urszonda észlelése a Shoemaker-Levy 9 üstökös W fragmentumának becsapódásáról (1994 július 22; NASA/JPL). Bal középen: A 2010. június 3-i esemény Anthony Wesley videómegfigyelésén (Hueso és mtsai. 2010 képfeldolgozása). Jobb középen: Az Anthony Wesley által 2009. július 19-én azonosított jelenség a légkörben, ortografikus vetületben – a HST képe júlis 23-án készült. Jobb szélen: Az Shoemaker-Levy 9 üstökös E2 darabjának becsapódási helye a becsapódás után 2 órával (Sánchez-Lavega és mtsai. 2010).

is jelen van, ahová valószín ˝uleg szintén óriási üstökösök becsapódási korszaka szállította a ko-rai Naprendszer küls˝o tartományaiból. A Vénusz fordított irányú - retrográd - forgása is egy korábbi hold jelenlétére utalhat esetleg, amelynek árapályereje fordította meg a forgásirányt, majd végül a Vénuszba csapódott. Az Uránusz, amely hidegebb légkör ˝u bolygó, mint a Nap-tól távolabb kering˝o Neptunusz, légköre egészen más termodinamikai fejl˝odést követett, mint a Neptunuszé. Ennek oka talán szintén egy óriás becsapódás, és talán ennek hatására billent ki a bolygó mágneses tengelye is.

A kisbolygók s ˝ur ˝un kráterezett felszínét az 1990-es évek közepét˝ol figyelték meg ˝urszon-dás megközelítések alkalmával. A becsapó˝urszon-dások jellegér˝ol árulkodik a kisbolygók alakja is: a Vesta kisbolygó déli féltekét az óriási méret ˝u Rheasilvia kráter borítja (Schenk és mtsai. 2012).

Valószín ˝uleg a kráter kialakulásához vezet˝o ütközéskor repült ki az a törmelékfelh˝o, amelyet ma a jellezetes színkép ˝u (V taxonómiai osztályú), bazaltos anyagú, Vestáéhoz hasonló pályán kering˝o Vesta kisbolygócsalád tagjaiban figyelhetünk meg. A kisbolygócsaládok vizsgálata so-rán kiderült, hogy a számos kisbolygócsalád színképi homogenitást mutat, azt sugallva, hogy az azonos pályán kering˝o kisbolygók egy közös égitest széttöredezésével jöttek létre. Az els˝o színképi szegregációra mutató megfigyelést 1978-ban közölte Zellner, a mai legjobb adattár a Sloan Digitális Égboltfelmérés Mozgó Objektumok katalógusa, amelyben 400 ezer bejegyzés szerepel kisbolygók ötszín-fotometriai adataiból (Ivezi´c és mtsai. 2002; Parker és mtsai. 2008).

Az ismert és kevésbé ismert meteoritkráterek is tanúskodnak a becsapódások meglétér˝ol a földi történelem során; elegend˝o a 65 km átmér˝oj ˝u Chicxulub-kráterre utalni, amely a dino-szauruszok kihalásával egyid˝os, és talán e nagy kihalási korszak közvetlen okozója. Hozzánk legközelebb Poznan mellett figyelhetünk meg 20-100 méter méret ˝u meteoritkráterekben tava-kat. A meteoritok is fontos információt szolgáltatnak a kozmikus ütközésekr˝ol. A legtöbb ismert meteorit különböz˝o kisbolygócsaládok anyagával rokonítható. Ám ismerünk olyan me-teoritot is, amely a Marsról származik, ékesen bizonyítva, hogy a küls˝o bolygószomszédunkat is érték olyan er˝osség ˝u bombázások, amelyek a helyi szökési sebességnél gyorsabb törmelék keletkezésével jártak, és beszennyezték a Naprendszert marsi anyaggal (1.12. ábra).

1.12. ábra. A korai Mars ütközése egy 934 km-es (azaz a Ceres törpebolygóval megegyez˝o) méret ˝u aszteroi-dával. A roncsolódás és a kidobódó anyag szerkezete egzakt numerikus szimuláció eredménye (illusztráció: R.

Lamb/NASA).