10.08.2017-15:37:00   |   Dušan Valent
#Kozmos
Keď je noc dostatočne temná, uvidíte ju voľným okom. Hoci okolo slnka obieha ďalej ako Mars. A je neporovnateľne menšia ako náš červený planetárny sused.

Napriek tomu pravdepodobne nikde v slnečnej sústave nenájdete vyšší vrch, ako práve tu. Centrálna vyvýšenina krátera Rheasilvia sa dvíha do výšky takmer 25 km nad okolím. Nachádza sa tu tiež jedno z najdlhších údolí v slnečnej sústave. Obopína rovník telesa a dosahuje dĺžku takmer 1800 km. To je štyrikrát viac ako Veľký kaňon v Arizone.

Teleso zároveň poznačili obrovské krátery. Spomenutá Rheasilvia meria približne 500 kilometrov, takže patrí medzi najväčšie zo všetkých, ktoré poznáme.

To všetko nájdete na asteroide Vesta. Meria sotva 530 kilometrov, ale podľa niektorých planetárnych vedcov ho zároveň možno považovať za „najmenšiu kamennú planétu“ slnečnej sústavy. Ako uvidíme, do istej miery oprávnene.



Z hľadiska tvaru sa od planét alebo trpasličích planét líši. Vesta nenadobudla približne guľovitý tvar. Je to skôr sploštený sféroid. Dva silné nárazy do oblasti južného pólu, oddelené od seba prinajmenšom miliardou rokov, Vestu zdeformovali. Odohrali sa v čase, keď už neboli útroby telesa dosť horúce a plastické, aby sa vrátila späť do tvaru gule.

A zdá sa, že nárazy, ktoré vytvorili krátery Rheasilvia a Veneneia pred miliardu, respektíve vyše dvomi miliardami rokov, sú len slabým odvarom toho, čím si teleso prešlo o miliardy rokov skôr.

Pozoruhodné meteority

Zo všetkých objavených meteoritov približne 5 % spadá do kategórie HED, čo je súhrnné označenie pre howardity, eukrity a diogenity.

Ide o kamenné meteority, ktoré minerálnym zložením a štruktúrou mimoriadne pripomínajú niektoré pozemské horniny. Eukrity zodpovedajú oceánskej kôre Zeme, ktorú tvorí bazalt. Diogenity zodpovedajú stuhnutým kapsám magmy, ktoré nedosiahli povrch, ale stuhli pod povrchom, čo indikujú pomerne veľké kryštály, typický znak pomalého hlbinného tuhnutia. Howardity pre zmenu vznikli stmelením sute, ktorá vznikla v dôsledku kolízií s asteroidmi.

Povaha meteoritov z kategórie HED skrátka indikuje, že pochádzajú z telesa, ktorého vnútro sa rozrôznilo na kovové jadro a kamenný plášť pokrytý tenko kôrou. Presne ako pozorujeme u planét. A na tomto telese prebiehala sopečná činnosť.

Vlastnosti týchto meteoritov na prvý pohľad indikujú pôvod v niektorom planetárnom susedovi Zeme. Ibaže spektrálna analýza ukázala celkom inam. Do pásma asteroidov medzi Marsom a Jupiterom.

Asteroidy sa niekedy považujú za primitívny materiál, akýsi nepoužitý zvyšok surovín, z ktorých vznikli planéty. V prípade meteoritov kategórie HED ale máme k dispozícii kúsky telesa, ktoré sa správalo ako planéta, konkrétne kamenná planéta typu Zeme či Marsu.

Spektrálna analýza meteoritov kategórie HED ukázala v rámci pásma asteroidov na konkrétneho pôvodcu. Spektrum odrazeného svetla howarditov, eukritov a diogenitov je totiž charakteristické a zhodné s gigantickým asteroidom Vesta.



Vesta zodpovedá za 10 % hmoty celého pásma asteroidov. S rozmermi približne 530 km je jeho priemer asi 4-krát menší ako priemer Pluta. Ale kým Pluto tvorí z celej tretiny ľad, Vesta je kamenný svet. Na povrchu sa nachádzajú zvyšky lávových prúdov – v roku 2016 napríklad na územie Turecka dopadol meteorit, ktorý bolo možno priradiť ku konkrétnemu lávovému prúdu pozorovanému sondou Dawn.

Pravda, sopečná činnosť na Veste netrvala dlho. Vek meteoritov, ktoré na ňu poukazujú, je 4,4 až 4,5 miliardy rokov. Útroby malého telesa rýchlo vychladli.

Informatívny paradox

Ako sme naznačili v úvode, na základe povahy meteoritov kategórie HED planetárni vedci predpokladali, že Vesta predstavuje diferencované teleso. Doterajšie poznatky o kozmochemickej evolúcii predpovedali kovové jadro, hrubý horninový plášť bohatý na olivín a tenkú, na olivín chudobnú bazaltovú kôru.

Ibaže sonda Dawn, ktorá Vestu skúmala takpovediac z tesnej blízkosti, zistila neočakávaný nedostatok olivínu. A to aj v oblastiach, kde krátery odkryli hmoty pôvodne umiestnené 50 - 80 kilometrov pod povrchom. Ani táto hĺbka nestačila, aby obnažili očakávaný, na olivín bohatý plášť... Situácia sa zdala o to kritickejšia, že to málo olivínu, ktoré sa podarilo pozorovať, zrejme nepochádza z vnútra Vesty, ale z asteroidov, ktoré na teleso dopadli.

Ohromná celková hrúbka kôry (prinajmenšom 50 km) zdanlivo jasne protirečí pôvodnému predpokladu o relatívne tenkej kôre. Pôvodné odhady, založené na veľkosti asteroidov, ktoré predstavujú jej úlomky vymrštené pri kolíziách, totiž hovorili o iba 10 kilometroch.

Akoby to nebolo málo, gravimetrické analýzy sondou Dawn zistili, že kovové jadro Vesty je nepomerne veľké. Jeho priemer dosahuje približne 220 km.

Medzi preukázateľne veľkým jadrom a preukázateľne hrubou kôrou tak nezostáva veľa miesta pre očakávaný, hrubý horninový plášť... ktorý, ako sme videli, nemôže byť hrubý.

Tento zdanlivý rozpor rieši drobné preformulovanie nastoleného paradoxu: všetko, čo sme vedeli o povahe Vesty v čase pred 4,5 miliardami rokov, je v rozpore s jej súčasnou povahou.

V skutočnosti sú pôvodné a nové zistenia v poriadku, neodporujú si. Odhaľujú dramatickú transformáciu tohto telesa.


-


Porovnanie veľkostí planét Mars a Merkúr, Mesiaca, trpasličej planéty Ceres a takpovediac znovuzrodenej protoplanéty Vesta.


Žiadna „živá fosília

Pred zhodnotením meraní sondy Dawn sa Vesta vo všetkých smeroch zdala ako minuatúrna kamenná planéta (presný tvar ešte nebol definitívne známy). Považovala sa teda za posledný nezničený zvyšok pôvodnej populácie protolanét, teda akýchsi planetárnych zárodkov. Z niektorých postupným spájaním vznikli dnešné planéty slnečnej sústavy, iné boli z okolia slnka gravitačnými interakciami vyvrhnuté do hlbín kozmu. Alebo vzájomnými kolíziami celkom rozbité, niekedy doslovne na prach.

Posledný scenár postihol predovšetkým oblasť medzi Marsom a Jupiterom. Kvôli gravitačnému vplyvu (v ranom vývoji migrujúceho) Jupitera tamojšie telesá dosiahli privysoké rýchlosti nato, aby sa spájali. Namiesto toho sa vzájomne rozbíjali. Mnohí astronómovia sa preto pozastavovali nad skutočnosťou, že Vesta tomuto osudu akosi zázračne unikla.



Indície získané sondou Dawn naznačujú, že Vesta neunikla. Vlastnosti telesa totiž evokujú zvyšok pôvodne oveľa väčšieho objektu. Jeho rozmery museli dosahovať takmer 800 kilometrov, čo už môže postačovať na zaradenie do kategórie trpasličej planéty (podmienkou je dostatočná veľkosť, aby teleso nadobudlo približne guľovitý tvar). Ohromné kolízie túto „pra-Vestu“ rozbili. Trosky sa vďaka tiaži spojili, no nie úplne. Impakty spôsobili vyvrhnutie a následnú stratu väčšiny hmôt, ktoré tvorili plášť telesa. Realitu scenára podporili aj počítačové simulácie – isté typy zrážok skutočne dokážu prioritne odstrániť plášť telesa, ale nie hmotu kôry. „V každom prípade, Vesta nie je protoplanéta, ktorá prežila, ale teleso, ktoré vzniklo opätovnou akréciou a bolo chemicky ochudobnené,“ konštatuje tím európskych astronómov v štúdii evolúcie Vesty.

Vesta sa znovu zrodila v žeravej zrážke, iné protoplanéty ale nemali také šťastie.

Kovové jadro zaniknutej trpasličej planéty

Asteroid Psyche podľa všetkého nepredstavuje nič iné, ako takpovediac olúpané kovové jadro rozbitej protoplanéty. Keďže meria až 250 km, pôvodné teleso vzhľadom na očakávanú veľkosť pôvodného kovového jadra presahovalo 900 až 1000 kilometrov. Čiže toľko, ako najväčší obyvateľ pásma asteroidov, trpasličia planéta Ceres.

Zvyškom protoplanéty (a zároveň ďalšej potenciálnej trpasličej planéty) je aj 510-kilometrový asteroid Pallas. Povaha jeho povrchu zodpovedá kremičitým horninám utvoreným v prostredí bohatom na vodu. Táto skutočnosť, ako aj priemerná hustota telesa, naznačujú, že v priebehu jeho vývoja zohrali dôležitú úlohu pomerne veľké množstvá vody. Keďže mladé protoplanéty zohrieval prebytok rádioaktívnych prvkov, podľa štúdií planetárnych vedcov na jeho povrchu vznikla ľadová škrupina a pod ňou oceán tekutej vody. Ten podľa počítačového modelovania nezamrzol prinajmenšom 10 a možno až 100 miliónov rokov.

Lenže aj „pra-Pallas“ postihli kolízie s inými protoplanétami. A kvôli nim o väčšinu svojej vody prišiel. Zostalo z neho kamenné jadro.

Pôvodne až 50-tisíc protoplanét

Tieto viac či menej nekompletné relikty z mladosti slnečnej sústavy predstavujú extrémne nekompletnú vzorku utvárajúcich sa planét, ktorých veľkosť hraničila s trpasličími planétami. Planetárni vedci upozorňujú, že poznáme viac ako 1000 odlišných kamenných meteoritov. Tie predstavujú zvyšky kovových jadier protoplanét. Chemické a izotopové analýzy ich rozdelili do viac ako 50 typov. Inými slovami, sú zvyškom prinajmenšom 50 materských protoplanét, ktoré dosiahli stav rozdelenia hmôt na kovové jadro a horninový plášť na spôsob planét. Tieto meteority pochádzajú z pásma asteroidov medzi Marsom a Jupiterom. A analýzy ožiarenia kozmickou radiáciou indikujú, že ho opustili pred menej ako miliardou rokov.



Ibaže výskumy telies, ktoré pochádzajú z pásma asteroidov, zároveň naznačujú, že rástli veľmi rýchlo. Oveľa rýchlejšie, ako dovoľuje terajší objem všetkej hmoty telies medzi Marsom a Jupiterom. Zistená rýchlosť rastu vyžaduje, aby pôvodný pás asteroidov obsahoval aspoň tisícnásobne viac hmoty. Namiesto 50 materských protoplanét tak môžeme odhadnúť pôvodný počet rodiacich sa svetov v oblasti medzi Marsom a Jupiterom na 50-tisíc.

50 tisíc telies s veľkosťou stoviek, až okolo tisíc kilometrov. Tak vyzeralo pásmo asteroidov medzi Marsom a Jupiterom pred 4,5 miliardami rokov - vlastne v tom čase skôr „pásmo protoplanét“.

Podľa planetárnych vedcov sa zdá, že oblasť stratila väčšinu svojej hmoty v dôsledku migrácie Jupitera. Ten svojou tiažou väčšinu telies vypudil, a zvyšným navodil kolízie.

Ceres je imigrant

Na záver ešte pár slov k najväčšiemu obyvateľovi pásma asteroidov, trpasličej planéte Ceres (950 km). Toto teleso pôsobí cudzo. Na rozdiel od všetkého, čo v pásme asteroidov poznáme, nejaví známky katastrofického rozbitia. A navyše dosahuje neporovnateľne väčšiu veľkosť ako jeho susedia. Aj svojou ľadovou povahou (cca 25 % hmotnosti a 50 % objemu tvorí ľad) pripomína skôr ľadové mesiace plynných obrov alebo ľadové telesá z oblasti za obežnou dráhou Neptúna, Kuiperovho pásu - akým je napríklad Pluto.

Nedávna možná detekcia na amoniak bohatých ílových minerálov sondou Dawn, ak sa potvrdí, výrazne podporí hypotézu, že Ceres je v skutočnosti ďalším „strateným bratom Pluta“. Inými slovami, v skutočnosti vznikol za obežnou dráhou Neptúna v Kuiperovom páse, odkiaľ ho gravitačné interakcie „vyhodili“. Prchavý amoniak sa totiž mohol stať súčasťou Ceres len v oveľa väčšej vzdialenosti, ako sa nachádza pásmo asteroidov medzi Marsom a Jupiterom. Táto oblasť je preň z hľadiska kozmickej evolúcie príliš teplá...



-

Zdroje:
Carter, P.J. a kol., 2015: Compositional Evolution During Rocky Planet Accretion. The Astrophysical Journal, Volume 813, Number 1.
Consolmagno, G.J. a kol., 2015: Is Vesta an intact and pristine protoplanet? In: Icarus. Vol. 254. 190 - 201.
Elkins-Tanton, E. a kol., 2014: Journey to a metal world: Concept for a Discovery mission to Psyche. 45th Lunar and Planetary Science Conference.
McCord TB a kol., 2006: Ceres, Vesta, and Pallas: Protoplanets, Not Asteroids. Eos, Vol. 87, No. 10.
Schmidt, BE & Castillo-Rogez, JC, 2012: Water, heat, bombardment: The evolution and current state of Pallas. Volume 218, Issue 1, 478-488.
Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok






Za podporu ďakujeme

Pridať e-mail