Astronomům se už dříve podařilo zaznamenat rozpady komet, ale že by se to stalo tak blízko Země… Kam doletí úlomky komety Schwassmann-Wachmann 3? Mohou ohrozit Zemi?
Představení, které nedávno předvedla kometa Schwassmann-Wachmann 3 (SW-3), předčilo všechny dosud podobné pozorované události. Vědci měli možnost zajímavý jev rozpadu komety sledovat doslova „přímo za humny“. Kometa prolétla tak blízko naší Země jako během uplynulých 23 let žádná jiná.
Návrat komety k Zemi byl mezi odborníky očekávám s napětím. Už v roce 1995 se kometa z dodnes nepříliš jasného důvodu rozpadla na minimálně tři části. A další pozorování naznačovala, že kometa chystá velkolepé divadlo. Čekalo se, zda bude její rozpad i nadále pokračovat. Dokonce se objevily „obavy“, zda se nejedná o vůbec poslední průlet. Kometa vědce rozhodně nezklamala.
Trpaslík mezi kometami
Kometu objevili v roce 1930 němečtí astronomové Arnold Schwassmann a Arno Arthur Wachmann. Byla to jejich třetí a zároveň poslední společná kometa, proto nese označení Schwassmann-Wachmann 3. Výpočty dráhy ukázaly, že kolem Slunce obíhá po krátké eliptické dráze s periodou pouhých 5,3 roku.
Krátce po objevu prolétla jen 9,2 miliónů kilometrů od Země, což tuto událost zařadilo mezi nejbližší setkání v zaznamenané historii. Přesto nedosáhla větší jasnosti. Pečlivá pozorování z observatoře ve francouzském Meudonu ukázala, že se ve skutečnosti jedná o miniaturní kometu. Průměr kometárního jádra zřejmě příliš nepřesahoval 300 metrů. Ve srovnání s ostatními kometami to je tedy doslova drobeček.
Ztracena a znovu objevena
Kometa dlouho unikala pozornosti astronomů. Při řadě dalších oběhů nebyla dokonce vůbec pozorována. To se povedlo až téměř po půl století, když v roce 1979 byla zaznamenána na fotografiích pořízených v Austrálii. Ztracena byla i při dalším návratu v roce 1985 a opětovně objevena pak v letech 1989 – 1990.
Pro další oblet kolem Slunce si kometa připravila pro pozorovatele malé překvapení. Když byla totiž v roce 1995 poprvé spatřena, byla tak jasná, že ji odborníci dokonce považovali za zcela novou kometu. Jaké ale bylo překvapení astronomů, když se ukázalo, že se jedná o už tolikrát pohřešovanou Schwassmann-Wachmann 3! Kometa dokonce dosáhla hranice viditelnosti pouhým okem a to navzdory skutečnosti, že ji od Země dělilo na 200 miliónů kilometrů. To rozhodně nikdo nečekal, jas komety měl být několiktisíckrát slabší.
Začátek konce
A všem překvapením stále ještě nebyl konec. O něco později se totiž ukázalo, že se miniaturní jádro komety rozpadlo na několik částí. A právě tento rozpad zřejmě způsobil její nečekaný nárůst jasnosti.
Při dalším návratu v roce 2000 na ni měli proto astronomové důkladně políčeno navzdory tomu, že situace pro pozorování komety nebyla příliš příznivá. Byly zaznamenány dva úlomky z předchozího rozpadu (označené jako B a C) a byl rovněž objeven fragment nový, který dostal označení E.
A konečně rok 2006 přinesl další setkání s kometou. Už během jejího přibližování k Zemi začalo být jasné, že rozpad komety i nadále bouřlivě pokračuje. Zpočátku bylo hlášeno 8 fragmentů, posléze jich bylo již 19 a o něco později už dokonce minimálně 33.
Kde je příčina?
Co způsobilo rozpad komety, není stále zcela zřejmé. Vzpomeňme na případ komety Shoemaker-Levy 9, která se příliš „neopatrně“ přiblížila k Jupiteru, byla roztrhána slapovými silami (druhotný efekt gravitační síly) a její jednotlivé fragmenty v roce 1994 postupně dopadly na Jupiter. To ovšem nemůže být případ komety Schwassmann-Wachmann 3, protože ta se k Jupiteru či Slunci nikdy tak blízko nedostává.
„Domníváme se, že se na tom může podílet rotace komety, ale nemusí to být jediný důvod. Přispívat může také tepelné napětí v kometě,“ říká o možných příčinách rozpadu kometární expert českého původu Zdeněk Sekanina, který působí v Jet Propulsion Laboratory (JPL) ve městě La Cañada Flintridge v Kalifornii v USA.
Vodítkem mohou být i pozorování dvou náhlých zjasnění komety v roce 1995, krátce před zaznamenáním prvních fragmentů. Odborníci předpokládají, že tato zjasnění způsobuje sublimace (pevná látka se mění v plyn) nově exponovaného ledu z nitra komety. Otázkou ovšem zůstává, zda tato zjasnění jsou příčinou či naopak důsledkem rozpadu komety.
Na kolik úlomků se rozpadne?
Počet úlomků komety, které za ní vlály jako řetízek zářících perel, se časem neustále měnil. Objevila se řada nových, ale některé dříve objevené mezitím naopak zmizely. O těchto fragmentech astronomové předpokládají, že se buď rozpadly na ještě menší části, které jsou příliš slabé na to, aby mohly být pozorovány, nebo jednoduše přestaly být aktivní a proto se staly nepozorovatelnými.
Don Yeomans (JPL) předpokládá, že jejich počet může i nadále růst. „Vypadá to tak, že některé z fragmentů dále vytvářejí své vlastní úlomky,“ vysvětloval loni. Nikdo ale nebyl schopen předpovědět jak dlouhý „řetízek perel“ nakonec bude.
Na dohled od Země
Kometa byla Zemi nejblíže ve dnech 12. až 14. května. Od naší planety ji dělila vzdálenost 10 miliónů kilometrů, což je zhruba 25krát více než oběžná dráha Měsíce kolem Země. Za posledních 23 let se k ním žádná kometa tolik nepřiblížila.
Astronomům se tak naskytla vzácná možnost nahlédnout přímo do nitra komety, které je rozpadem původního jádra odhalené. V pohotovosti byly Hubbleův i Spitzerův kosmický dalekohled i množství pozemských observatoří. Dokonce i obří rádiová anténa teleskopu v Arecibo na Portoriku, která se pro studium komet příliš často nevyužívá, měla pozorování SW-3 v plánu.
Radarová pozorování měla umožnit zjištění tvaru a rotace jednotlivých fragmentů. „Toto je vzácná příležitost sledovat z bezprostřední blízkosti kometu ve smrtelné agónii,“ vysvětloval tento „poplach“ Don Yeomans.
Ačkoliv byla kometa velmi blízko, z hlediska běžného pozemšťana zdaleka nedosáhla jasnosti velkých komet, jako byly v minulém desetiletí Hyakutake či Hale-Bopp. Je nutné si uvědomit, že se jednalo o „minikomety“, jež se svými rozměry nemohly s výše zmíněnými kometami měřit. Přesto největší fragmenty SW-3 dosáhly viditelnosti pouhým okem a na obloze se ve dnech nejmenšího přiblížení pohybovaly souhvězdími Labutě a Pegase. Jejich pozorování ale částečně narušoval Měsíc, který se tehdy právě blížil úplňku.
Rozpad v přímé přenosu
Unikátní záběry Hubbleova kosmického dalekohledu (HST) odhalily astronomům destrukci komety do nejmenší detailů. Dalekohled se zaměřil na některá z největších jader (B, C a G) krátce po jejich výrazném zjasnění, hlášeném pozemskými pozorovateli.
Snímky ukázaly hierarchický průběh destrukce, při kterém se jednotlivé úlomky dále dělily na menší a menší částice. Za každým z hlavních fragmentů se „táhlo“ několik desítek menších minifragmentů, pravděpodobně spojených s vyvržením úlomků o velikosti rodinného domku.
S několikadenním odstupem pak pohled na jádro B ukázal, že jednotlivé úlomky jsou „odtlačovány“ od hlavního fragmentu. Jako raketový motor je urychlovalo uvolňování plynů z povrchu, vystaveného působení slunečního záření. Menší úlomky o nižší hmotnosti byly urychlovány snadněji a proto se stihly více od hlavního fragmentu vzdálit. U některých z nich je zřejmé, že se po několika dnech rozpadly úplně.
Přežila?
„Katastrofické rozpady mohou být konečným osudem většiny komet,“ domnívá se Hal Weaver (John Hopkins University, USA), který se fragmentací komet zabývá mnoho let. Poslední data ale naznačují, že toto přiblížení ke Slunci nebylo pro kometu Schwassmann-Wachmann 3 stále ještě poslední.
Na nedávném zasedání Mezinárodní astronomické unie, které se konalo v Praze, shrnul Zdeněk Sekanina výsledky pozorování této komety. Ačkoliv bylo zaznamenáno mnoho desítek úlomků, z nichž řada nakonec i přestala existovat úplně, podle astronomů se zdá, že kometa zatím zcela nezanikla. Největší fragment C, tedy vlastně „původní“ kometární jádro, zjevně i tento průchod perihéliem (bod na dráze tělesa obíhajícího kolem Slunce, v němž je těleso k Slunci nejblíže) přežilo. A možná jej doprovodily i některé další, větší úlomky. Nicméně osud komety asi nebude mít už příliš dlouhého trvání. Časté návraty do perihélia zřejmě povedou k jejímu úplnému vyčerpání. Takový osud komety ostatně není nijak výjimečný. O tom se v minulosti „přesvědčila“ řada jiných komet.
Nebezpečné výlety ke Slunci
V první řadě bychom mohli uvést kometu Biela, vzhledem k jejím vazbám k naší zemi. Byla sice objevena už v roce 1772, ale jméno dostala až po setníkovi Wilhelmu von Biela, který ji při jejím návratu v roce 1826 pozoroval v Jaroměři.
Kometa se v roce 1845 rozpadla na dvě části, které se od sebe postupně vzdalovaly. Naposledy byly spatřeny v roce 1852, kdy se jejich oběžné doby lišily už o 15 dnů. Rozpad komety pak dal vzniknout silným meteorickým dešťům, nazvaným Bielidy (či také Andromedidy, podle polohy roje).
Podobně dopadla i kometa C/1999 Linear S4. Od této komety se v roce 2000 očekávalo, že bude snadno viditelná i pouhým okem. To se nakonec nestalo, ale astronomové si přesto přišli na své a nebyli zklamáni. Kometa je totiž v polovině roku překvapila svým nečekaným a rychlým zjasněním.
Snímky HST získané o dva dny později ukázaly, že necelých 500 km za hlavním jádrem o průměru asi 2 km „letí“ fragment o velikosti desítek metrů. Krátce před průchodem perihelem se prudce změnil tvar plynného obalu jádra komety (komy) a jádro pak zcela zmizelo. Zdálo se, že se kometa přeměnila v amorfní oblak prachu a plynu. HST ale později odhalil skupinu „minikomet“, které z jejího jádra zbyly.
Vědci se domnívají, že tehdy spatřili základní stavební bloky komet, tzv. kometesimály. Pro kometu LINEAR S4 se tak její první výlet do centra Sluneční soustavy stal i výletem posledním. Vědci odhadují, že 20 – 30 % komet je natolik křehkých, že nepřežijí první průlet kolem Slunce.
Silný meteorický déšť přijde v roce 2022
Vědci zabývající se studiem meteorických rojů považují kometu Schwassmann-Wachmann 3 za mateřské těleso meteorického roje τ Herkulid. Ten se pravidelně objevuje na konci května. Patří ovšem mezi velmi slabé roje čítající jen malé množství meteorů. To by se ale mohlo v blízké budoucnosti změnit. Při rozpadu mateřské komety se totiž uvolňuje množství prachu, který obohatí meteorický proud ve Sluneční soustavě. Pokud se pak Země setká s takto „nadopovaným“ proudem, mohou se pozemšťané těšit na výjimečné představení, meteorický déšť.
Astronom Paul Wiegert (University of Western Ontario, USA) nabízí paralelu s kometou Biela. „Minimálně tři velmi intenzivní meteorické deště (3000 – 15000 meteorů za hodinu) byly vytvořeny touto umírající kometou v letech 1872, 1885 a 1892.“ Zároveň ovšem dodává, že od prvního SW-3 rozpadu v roce 1995 uplynula stále ještě příliš krátká doba na to, aby uvolněný prach dosáhl oběžné dráhy Země. Proto zatím ještě výraznější aktivitu meteorického roje nelze neočekávat.
Podle modelu se uvolněný materiál dostane k naší Zemi až v roce 2022. Na základě dat získaných Spitzerovým kosmickým dalekohledem je vzniklý prachový proud natolik hustý, že můžeme očekávat silný meteorický déšť. Další by mohl nastat v roce 2049. Nicméně ani jeden z těchto úkazů by neměl dosáhnout intenzity nedávných dešťů Leonid.
Jako kostka ledu
Tento výsledek je v souladu s modelem, podle kterého je za rozpad komety zodpovědné tepelné napětí v jejím jádru. To vzniká při jejím přiblížení ke Slunci po dlouhé době strávené v chladu meziplanetárního prostoru. Podobně jako kometa se zachová například i kostka ledu po vhození do horkého nápoje.
Wiegert se svými spolupracovníky studoval vývoj takto uvolněného prachu a zjistil, že „pokud tomu tak skutečně bylo, oblak prachu se bude rozpínat velmi pomalu a neuvidíme silný meteorický roj.“
Na druhé straně, pokud by k rozpadu došlo vinou srážky s jiným tělesem, pohybujícím se meziplanetárním prostorem, trosky vzniklé při kolizi by se pohybovaly mnohem rychleji a šance na blízký meteorický roj by byla větší.
Nejznámější komety
Skutečným obrem mezi kometami je kometa Hale-Bopp (C/1995 O1), která na noční obloze zazářila v roce 1997. Snímky z HST ukázaly, že jádro komety má průměr kolem 40 km.
Menší je nejslavnější kometa, Halleyova, která byla podrobně studována při jejím posledním návratu v roce 1986. Její jádro je nepravidelného tvaru a podle dat sondy Giotto má rozměry 16 x 8 x 8 km.
V roce 1996 jsme mohli na obloze obdivovat kometu Hyakutake (C/1996 B2). Radarová měření odhalila jádro o průměru 3 km.
Naopak jádro komety Tempel 1, které 4. července 2005 zasáhl projektil sondy Deep Impact, má střední průměr 6 km. Ve srovnání s nimi byla kometa Schwassmann-Wachmann 3 i před rozpadem miniaturním objektem.
Neúspěšná výprava ke kometě
Kometa Schwassmann-Wachmann 3 měla být cílem americké kosmické sondy Contour (COmet Nucleus Tour), která odstartovala do vesmíru v červenci 2002. Contour byla o měsíc později zničena při explozi raketového motoru, který ji měl vyslat do hlubin Sluneční soustavy. CONTour měla podle plánu nejdříve navštívit v roce 2003 kometu Encke a o tři roky později i Schwassmann-Wachmann 3. Dramatický rozpad jádra bychom tak mohli sledovat zcela z bezprostřední blízkosti.
Kometa Shoemaker–Levy 9
Kometa objevená v roce 1993 obíhala asi čtvrt století kolem Jupitera. Rok před objevem se proletěla jenom 21 000 km nad Jupiterem a slapové síly obří planety ji doslova roztrhaly na množství úlomků. Těch bylo podle pozorování více než 20 a jejich rozměry byly od 0,5 do 3 km. Mezi 16. a 22. červencem 1994 pak jednotlivé fragmenty dopadly do atmosféry Jupitera rychlostí kolem 60 km/s. Při dopadu největšího z nich, fragmentu G, se uvolnila energie 6 miliónů megatun TNT (pro srovnání bomba, která zničila Hirošimu měla 20 000 tun TNT).
Kráterové řetězce
Na povrchu velkých jupiterových měsíců byly objeveny řetězce kráterů, které naznačují, že osud komety Shoemaker–Levy 9 sdílela v minulosti i jiná tělesa. Odhaduje se, že v okolí Jupitera k takové události dojde jednou za 1000 let.
Na měsíci Callistó jich bylo dosud nalezeno osm, na Ganymedu další tři. Dvě obdobné linie kráterů byly objeveny i na Měsíci. A konečně i na Zemi, v odlehlé oblasti Čadu zvané Aorounga, byly identifikovány tři krátery v řadě, každý o průměru 10 km. Vědci se domnívají, že vznikly při dopadu rozpadlé komety či asteroidu před 400 milióny lety.
