Zrážky komét so Zemou: boli alebo neboli?

Začiatkom 80. rokov L. W. Alvarez so spolupracovníkmi vyslovili hypotézu, že vymretie druhohorných veľjašterov a s nimi aj mnohých ďalších živočíšnych a rastlinných druhov spôsobila kozmická katastrofa – zrážka Zeme s jadrom kométy alebo asteroidom. Alvarezove predovšetkým geologické dôkazy v tom čase podporovali aj dynamické štúdie kometárnych astronómov. Vedelo sa, že životnosť krátkoperiodických komét je omnoho kratšia ako vek Slnečnej sústavy, a teda musia byť dopĺňané. Za ich zdroj holi považované dlhoperiodické kométy prichádzajúce z Oortovho oblaku, ktorých dráhy boli gravitačnými poruchami planét, ako aj negravitačnými efektami menené z dlhoperiodických na krátkoperiodické.

V súčasnosti pozorujeme príchod dlhoperiodických komét do oblasti planét tak zriedkavo, že premenou ich dráh nebolo možné vysvetliť vznik početnej populácie komét krátkoperiodických. Bolo nutné predpokladať, že z času na čas sa frekvencia príchodu výrazne zvýšila, a teda stúpla aj pravdepodobnosť kolízie kometárnych jadier so Zemou, čo podporovalo hypotézu o kozmických katastrofách.

S postupom času sa však vo vyššie načrtnutom scenári objavili trhliny. Detailnejší geologický prieskum ukázal, že ak chceme veľké zmeny v zemskej faune a flóre na konci druhohôr vysvetliť kozmickou katastrofou, musíme predpokladať, že došlo k opakovanej kolízii Zeme s kométami. To by však znamenalo, že z Oortovho oblaku do oblasti planét prišiel v tomto období obrovský počet komét. Ak by kométy boli bývali prichádzali v takom vysokom počte, Oortov oblak by bol už dávno celkom rozrušený. Navyše, čo je najpodstatnejšie, nové dynamické štúdie ukázali, že zvýšeným počtom dlhoperiodických komét prichádzajúcich do planetárnej oblasti by bolo možné vysvetliť iba vysokú početnosť komét krátkoperiodických, nie však inklináciu ich dráh k ekliptike. Z týchto dôvodov vedci v súčasnosti opúšťajú teóriu vysvetľujúcu vznik týchto telies premenou dlhoperiodických komét.

Na druhej strane, aj napriek všetkým námietkam, geologický dôkaz kozmickej katastrofy – trebárs opakovanej – existuje a je vysoko presvedčivý. Podporuje ho aj analýza, podla ktorej frekvencia vzniku kráterov na povrchu Mesiaca v minulosti z času na čas výrazne stúpla. Ako vysvetlenie rozporov sa núka nový – zatiaľ len hypotetický – scenár kozmických katastrof, s ktorým by sme chceli čitateľa zoznámit.

Klúč k rozriešeniu problému treba hľadať vo vysvetlení pôvodu krátkoperiodických komét. Na súčasnom stupni poznania nemáme iné vysvetlenie, ani len hypotetické, než to, že z času na čas je niektoré teleso nachádzajúce sa v tzv. Kuiperovom páse (pás telies za Neptúnom) gravitačnými poruchami vtiahnuté do priestoru medzi planétami. Aspoň časť takto vtiahnutých telies má hmotnosť väčšiu, ako je hmotnosť typického kometárneho jadra. Každé vtiahnuté teleso sa musí skôr či neskôr na väčšiu či menšiu vzdialenosť priblížiť k niektorej planéte, najčastejšie k Jupiteru. Ak je hmotnosť tohto telesa nadpriemerná, dochádza časom k jeho fragmentácii na menšie časti. (Kometárne jadro totiž pozostáva z materiálu, ktorý sa pod vplyvom slapového pôsobenia rozpadáva, ak jeho lineárny rozmer presahuje zhruba 80 km.)

Pittich s Rickmanom v roku 1994 vyslovili názor, že celá súčasná populácia takmer 150 známych krátkoperiodických komét mohla vzniknúť rozpadom len zopár materských telies pochádzajúcich z Kuiperovho pásu. O rozptýlenie dráh úlomkov do ich súčasnej podoby sa postaral v krátkom čase Jupiter.

K uvedenej disipácii čiže rozptýleniu dráh však nemusí dôjsť vždy. Aj v súčasnosti poznáme prípad – tzv. Kreutzovu skupinu komét – že viacero telies obieha okolo Slnka po podobných dráhach. (Kométy Kreutzovej skupiny majú obežné doby okolo 500 až 1000 rokov, formálne teda nepatria ku krátkoperiodickým kométam. To však v uvádzanej súvislosti nie je až také dôležité.) Dnes poznáme 24 komét z tejto skupiny, pričom 16 telies bolo objavených z umelých družíc v rokoch 1979 až 1989, teda pomerne v krátkom intervale. Ak predpokladáme rovnomerné rozdelenie kometárnych jadier pozdĺž celého koridoru ich dráh, potom každých 10 rokov prejde sférou o polomere 1 astronomickej jednotky 16 komét uvedenej skupiny smerom dnu a rovnaký počet by prešiel aj smerom von, ak by časť z nich nezanikla na Slnku. Ak by koridor ich dráh križoval dráhu Zeme – našťastie tomu tak nie je – potom jednotková pravdepodobnosť zrážky niektorého z jadier so Zemou by vychádzala s periódou zhruba 900 tisíc rokov.

Životnosť komét Kreutzovej skupiny, ktoré majú perihélium veľmi blízko slnečného povrchu, je zrejme kratšia než táto perióda. Avšak napríklad životnosť Halleyho kométy, ktorá má perihélium – ako všetky ostatné známe krátkoperiodické kométy – ďalej od Slnka, sa odhaduje asi na pol milióna rokov. Na základe uvedených faktov možno načrtnúť nový scenár katastrof. Ak predpokladáme, že v minulosti boli nejaké telesá, väčšie ako bežné kometárne jadrá, z času na čas prevedené na dráhu blízko zemskej dráhy, pravdepodobnosť kolízie ich fragmentov so Zemou sa stala povážlivo vysokou. (Pri skombinovaní frekvencie prechodu komét Kreutzovej skupiny sférou zemskej dráhy so životnosťou Halleyho kométy vychádza pravdepodobnosť kolízie vyššia než 50 %. Ak by sme uvažovali o väčšom telese, akým bolo napríklad póvodné jadro Halleyho kométy, či progenitor Kreutzovej skupiny, potom by mohla táto pravdepodobnosť aj niekoľkokrát prevýšiť jednotku, mohlo by teda dójsť aj k opakovaným zrážkam.) Je zvláštne, že takýto scenár nebol navrhnutý a skúmaný ako prvý, veď v malom vydaní ho bežne pozorujeme u meteorických rojov.

V každom prípade vyslovenie súdu o jeho platnosti či neplatnosti je ešte záležitosťou budúceho výskumu. Aby bol problém definitívne rozriešený, bude treba zodpovedať viacero otázok. Nevieme, ako často a aké velké telesá z Kuiperovho pásu sú vtahované do oblasti planét. Ak sú sem vťahované dosť často, ako často sú prevedené na dráhu, ktorá prechádza blízko dráhy Zeme? Dostávajú sa sem len telesá o typickej veľkosti kometárneho jadra, neschopné vytvoriť pozdĺž dráhy roj komét, alebo aj (resp. len) váčšie telesá? Ak áno, priblížia sa v relatívne krátkom čase k niektorej planéte dostatočne blízko, aby jej slapové pósobenie privodilo ich rozpad? Dúfajme, že všetky otázky budú zodpovedané a o póvode krátkoperiodických komét, ako aj o možnom ohrození Zeme ich jadrami budeme mat ucelenú predstavu.