Pienkappaleita läheltä ja kaukaa Karri Muinonen 1,2 1 Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto 2 Geodeettinen laitos Planetaarinen geofysiikka, luento 7. 2. 2011
Johdantoa Tänään 7. 2. 2011 tunnetaan 7675 Maan lähiavaruuden asteroidia, nukkuvaa komeettaa tai meteoroidia (NEO = Near-Earth Object) Näistä 1192 luetaan potentiaalisesti vaarallisten kohteiden ryhmään: kohde on kookas ja voi tulla 0.05 AU:n etäisyydelle Maasta
Johdantoa Aikakehitystä 19. 3. 2007: 4552, 844 13. 11. 2008: 5739, 990 10. 12. 2008: 5818, 1004 9. 3. 2009: 6049, 1031 19. 3. 2009: 6068, 1038 30. 3. 2009: 6097, 1041 7. 2. 2011: 7675, 1192 Kaiken kaikkiaan lähiavaruudessa on 1000 ± 200 kohdetta kooltaan D > 1 km 1000 000 kohdetta kooltaan D > 50 m
Johdantoa Suurin törmäysriski kilometriluokan kohteista, törmäyksiä pari kertaa miljoonassa vuodessa Arviolta 90 % kilometriluokan kohteista löydetty Asteroidimineraalien arvo 100 miljardia euroa / Maan asukas
Asteroidit Kivimäisiä kappaleita joista suuri osa kiertää Aurinkoa Marsin ja Jupiterin välisellä päävyöhykkeellä Jupiterin L4- ja L5-troijalaispilvissä lähes yhtä paljon asteroideja kuin päävyöhykkeessä Murto-osa asteroideista planeettojen ratoja leikkaavilla radoilla
Aurinkokunnan pienkappaleet Asteroidien, komeettojen ja planeettojen identiteetit hämärtyvät: päävyöhykkeen ulko-osien asteroideissa komeettojen piirteitä (vesi) Neptunuksen takaisissa kometesimaaleissa kääpiöplaneettoja asteroidi Ceres kääpiöplaneetta
EROS - Asteroidi 433
KLEOPATRA - Asteroidi 216
Lähiavaruuden pienkappaleet Maan rataa leikkaavat asteroidit: valtaosa törmää lopulta Aurinkoon lopuista valtaosa poistuu aurinkokunnasta hyperbeliradoilla Jupiterin vaikutuksesta loppuosa eli 1-10 % koko populaatiosta uhkaa törmätä pääasiassa Maahan (pieni osa myös Marsiin, Venukseen, Merkuriukseen tai Kuuhun) Tunnettujen lähiasteroidien joukossa on varmuudella törmäyskurssilla olevia kappaleita...
NEO-törmäys: 2008 TC3 Ensimmäinen ennustettu ja toteutunut törmäys Maahan! Törmääjä kooltaan 2-5 m, suhteellinen nopeus 12.4 km/s, energia 0.5-2 kt Paikka ja aika: räjähdys ilmakehässä 37 km:n korkeudessa Pohjois-Sudanissa 7. 10. 2008, alle 21 tuntia löydöstä (Catalina Sky Survey) Ratalaskenta ja tiedotus onnistunutta (NASA/JPL ja MPC) 570 havaintoa, mukana 26 observatoriota 2008 TC3 prekessoivassa pyörimistilassa, periodit 97 s ja 49 s, kuitenkin hyvin löyhää tekoa
Törmäysuhka Törmäysten luonnehdintaa: Erittäin pieni: palaminen ilmakehän yläosissa Pieni: hajoamiset ilmakehän yläosissa (Tunguska) Keskisuuri: paikallista vaikutusta (Tunguska) Suuri maalle: alueellista vaikutusta Suuri mereen: alueellista vaikutusta Erittäin suuri: maailmanlaajuista vaikutusta Äärimmäinen: joukkotuho
Törmäysuhka Luonne E (MT) Koko Uhrit (/a) Er. pieni < 10-7 < 0.1m 0 Pieni 10-7 -10 0.1-50 m 1 Keskisuuri 10-1000 50-300 m 50 Suuri, maa 2000-5x10 5 0.3-2 km 30 Suuri, meri 2000-5x10 5 0.3-2 km 300 Er. suuri 10 5-10 6 1-2 km 3000 Äärimm. > 10 7 > 4 km < 300 1 MT = 10 9 kg TNT-räjähdettä = 4.185 x 10 15 J
Törmäystaajuus year Hiroshima century ten thousand yr. million yr. Tunguska Tsunami danger Global catastrophe K/T billion yr. 0.01 1 100 10,000 million 100 million TNT equivalent yield (MT)
Energia < 10 MT kivimäiset tai komeettamaiset kappaleet räjähtävät yläilmakehässä maanpinnalle pääsevät harvinaiset rautapitoiset asteroidit (< 3 %) Energia 10-100 MT rauta-asteroidit tuottavat kraattereita kiviasteroidit räjähtävät ilmakehässä maatörmäysten tuhovaikutukset suurten kaupunkien pinta-alaluokassa (esim. Pariisi)
Peekskillin meteori ja meteoriitti
Energia 100-1000 MT sekä rauta- että kiviasteroidit tuottavat kraattereita Komeetat räjähtävät ilmakehässä maatörmäysten tuhovaikutukset kaupungistuneiden alueiden pintaalaluokassa (esim. New York) Energia 1000-10000 MT maatörmäykset tuottavat kraattereita meritörmäysten tsunamien merkitys kasvaa maatörmäysten tuhovaikutukset pienten maiden luokassa (esim. Viro)
Energia 10000-100000 MT tsunamit saavuttavat valtamerten laajuiset mittausuhteet meritörmäykset maatörmäyksiä tuhoisampia maatörmäykset tuhoavat Taiwanin kokoisia alueita Energia 10 5-10 6 MT maatörmäykset nostattavat ilmastoon vaikuttavia pölymääriä viljasadot pakastuvat meritörmäysten hyökyaallot vaikuttavat pallonpuoliskon kokoluokassa ilmakehän otsonin täystuho maatörmäykset tuhoavat Suomen kokoisia alueita
Energia 10 6-10 7 MT sekä maa- että meritörmäykset nostattavat pölyä ja muuttavat ilmastoa törmäysjäänteet putoavat ympäri maapalloa aiheuttaen tulipaloja maatörmäykset tuhoavat Intian kokoisia alueita Energia 10 7-10 8 MT pitkittyneitä ilmastomuutoksia maailmanlaajuinen tulipalo todennäköinen joukkotuho suora tuho Australian kokoiselle alueelle Energioilla 10 8-10 9 MT uhkaa joukkotuho ja energioilla > 10 9 MT kaiken älyllisemmän elämän loppu