Na lovu vesmírného kamení: S jakou přesností umíme předpovědět místo dopadu meteoritu?
Před rokem – 21. ledna 2024, hodinu a půl po půlnoci, zazářil na noční obloze nedaleko Berlína velmi jasný meteor. Podobné úkazy nejsou až tak neobvyklé, ale tento byl přesto výjimečný. Průlet bolidu se totiž podařilo předpovědět 95 minut předem a astronomové na něj byli připraveni.
Těleso, které rozzářilo nebe nad střední Evropou, se povedlo objevit asi tři hodiny před jeho vstupem do zemské atmosféry. Šlo teprve o osmý případ, kdy astronomové dopředu věděli, že zmíněný jev nastane. Naprostá většina jasných i slabých meteorů, které můžeme na obloze sledovat, totiž představuje náhodné úkazy. Meteoroidy coby jejich původci vstupují do ovzduší naší planety neobjeveny, neboť jsou příliš malé, než aby se daly pozorovat předem.
První podle předpovědi
Situace se začala měnit před více než patnácti lety: 7. října 2008 ráno odhalil Richard Kowalski pomocí průzkumu Catalina Sky Survey na arizonské observatoři Catalina Station malý blízkozemní asteroid. Analýza prvních měření jeho dráhy ukázala, že se k nám přibližuje a během 21 hodin by mohlo dojít ke srážce. Těleso dostalo oficiální označení 2008 TC3 a na základě vydaného varování se do jeho sledování zapojily další observatoře na celém světě, což umožnilo zpřesnit dráhu objektu i předpověď impaktu. Došlo k němu následujícího dne nad severním Súdánem, zhruba 20,5 hodiny po objevení tělesa.
V dané oblasti nesledovaly noční oblohu žádné kamery, takže se astronomové museli spolehnout na vzdálená pozorování. Ve výšce 37 km nad povrchem byl zaznamenám výbuch o síle jedné kilotuny TNT. Zachytily ho americké vojenské družice, několik pozemních infrazvukových stanic a satelit Meteosat 8. Jedinými známými očitými svědky se stali piloti letadla společnosti KLM letícího nad Čadem.
Data získaná před impaktem i po něm ukázala, že do atmosféry vstoupil objekt o průměru 2–5 metru, a to rychlostí 12,4 km/s. V Núbijské poušti, nad níž se rozpadl, započalo 6. prosince hledání potenciálních meteoritů – a během prvních tří dnů se jich podařilo nalézt patnáct. Celkem bylo shromážděno šest stovek úlomků o souhrnné hmotnosti kolem 10,5 kg. Meteority dostaly označení Almahata Sitta, což znamená „stanice šest“ a jedná se o vlakovou zastávku na trati mezi Vádí Halfa a Chartúmem.
Funguje to!
Výše zmíněný případ nejen představoval první předpovězený pád meteoritů v historii, ale hlavně ukázal, že princip planetární ochrany může fungovat. Vědci si na něm ověřili, že jsou schopni objevit těleso na kolizní dráze se Zemí a určit, kdy a kde dojde k impaktu. Jelikož hovoříme o objektech s rozměry několika metrů, zůstává zatím doba mezi odhalením a srážkou relativně krátká.
V minulosti americký Kongres pověřil kosmickou agenturu NASA zmapováním 90 % blízkozemních planetek o velikosti přesahující jeden kilometr, jež by dokázaly způsobit globální katastrofu. Uvedený cíl byl splněn kolem roku 2008 a následně vzešlo z Kongresu nové zadání – nalézt 90 % objektů s rozměry mezi 140 metry a jedním kilometrem, které by mohly zapříčinit zkázu regionálního rozsahu. Zároveň se předpokládá, že se v rámci popsané fáze podaří „doobjevit“ zbývajících 10 % větších těles.
Zásah z opačného směru
Současné systémy dokážou zachytit přibližující se planetku pouze při vhodné konstelaci několika důležitých podmínek. Patří mezi ně směr, odkud těleso přilétá, fáze Měsíce a počasí na observatořích zapojených do monitorování oblohy. O tom, že může úder přijít zcela nečekaně, jsme se přesvědčili v roce 2013.
Příběh Čeljabinského meteoru přitom začal nadějně: V roce 2012 byl objeven malý asteroid o průměru 40 metrů a dostal označení 367943 Duende. Výpočty ukázaly, že se k nám znovu přiblíží za 11 měsíců, ale ke srážce nedojde. Jeho následující průlet se tudíž pečlivě monitoroval. Shodou okolností však v tentýž den přiletěla ze směru od Slunce jiná planetka a předvedla nám, jak omezený výhled na oblohu máme. Těleso o průměru asi 17 metrů vstoupilo do zemské atmosféry nad Ruskem a zazářilo jako superbolid. Rázová vlna zranila na 1 500 lidí a poškodila přes sedm tisíc budov. Na povrch dopadlo obrovské množství meteoritů, z nichž největší o hmotnosti 654 kg skončil na dně jezera Čebarkul.
Na kolizní dráze
První krok pro předpověď možné srážky asteroidu se Zemí samozřejmě tvoří jeho objev. V současné době funguje celá řada projektů, jež systematicky monitorují noční oblohu a pátrají po pohybujících se objektech. Přehlídkové dalekohledy mají typicky široké zorné pole, aby pokryly větší úsek nebe v relativně krátkém čase. Programy pro zpracování obrazu automaticky porovnávají snímky stejné části oblohy pořízené v různých okamžicích a hledají změny – tedy objekty, které se na nich objevily nově, zjasnily či změnily polohu. Data o nich shromažďuje a publikuje Minor Planet Center.
Poté se dostávají ke slovu menší dalekohledy s užším zorným polem, jež se zaměří na vymezenou oblast a pořizují další pozice nového tělesa. Tzv. následná pozorování přispívají k postupnému zpřesňování dráhy objektu, přičemž dalekohledů věnujících se uvedené fázi detekce existuje významně víc než přehlídkových přístrojů: Dá se říct, že se na daném poli uplatní i lépe vybavení amatérští astronomové. Následně vstupují do hry automatické systémy vyhodnocení rizika srážky, jako americký Scout či evropský Meerkat. A pokud zjistí, že se těleso nachází na kolizní dráze se Zemí, je vydáno varování.
Přímo ke Slunci to nejde
Z výše uvedeného plyne, že největší slabina předpovědí srážek asteroidů se Zemí spočívá v jejich samotném nalezení. NASA proto navrhuje dvě cesty ke zlepšení: První možnost zahrnuje větší počet výkonnějších přehlídkových dalekohledů, k jejichž typickým představitelům patří Large Synoptic Survey Telescope. Více zmíněných přístrojů v různých částech světa částečně eliminuje vliv počasí na sledování oblohy. Nicméně hlavní nedostatek pozemních pozorování, tedy nemožnost odhalit těleso letící ze směru od Slunce, nadále zůstává.
Naopak kosmický teleskop může být v provozu 24 hodin denně, neovlivňuje ho počasí, a přestože ani on nemůže mířit přímo ke Slunci, dokáže sledovat mnohem bližší prostor kolem naší hvězdy než jeho protějšek na Zemi. Jako druhá možnost se proto zvažuje právě využití vesmírných dalekohledů. Jejich další výhoda tkví v uplatnění infračerveného záření pro přesnější určení velikosti planetek.
Meteority z Vesty
Po dopadu asteroidu 2008 TC3 se očekávalo, kdy se podaří identifikovat další tělesa před jejich kolizí se Zemí. A čekalo se poměrně dlouho: Teprve na Nový rok 2014 objevil již zmíněný Richard Kowalski planetku 2014 AA, která o 21 hodin později vstoupila do zemské atmosféry. Došlo k tomu v centrálním Atlantiku, a s výjimkou slabých infrazvukových záznamů z Jižní Ameriky tak uvedený jev zůstal nepozorován. Průměr původního tělesa se odhadoval na tři metry.
Druhého června 2018 vlétla do atmosféry malá planetka 2018 LA, objevená pouhých osm hodin předtím. Zpočátku ani nebylo jisté, jestli se s naší planetou skutečně srazí, protože se ji podařilo sledovat jen na velmi krátkém úseku dráhy. V čase předpokládaného dopadu hlásil pozorovatel z Botswany jasný bolid. Ještě tentýž den se povedlo identifikovat dvě další předimpaktní pozorování dalekohledem ATLAS, která oblouk dráhy asteroidu prodloužila z původních 85 minut téměř na čtyři hodiny. Stačilo to k definitivnímu potvrzení srážky a dopadu v Namibii, zcela v souladu se sledováním bolidu.
Astronomové dodatečně objevili záznam bolidu na bezpečnostních kamerách a jejich pomocí upřesnili oblast dopadu. První meteorit, pojmenovaný Motopi Pan, byl nalezen 23. června a následovaly další dvě desítky úlomků. Odborníci je klasifikovali jako HED, což je skupina meteoritů, které se před 23 miliony let oddělily z planetky Vesta.
Třikrát do vody
V dalších letech následovaly tři události, kdy se nad vesmírnými objekty pravděpodobně doslova „zavřela voda“. Asteroid 2019 MO dopadl 22. června 2019 do Karibského moře jižně od Portorika, a to 12 hodin po objevu. Padající meteority přitom detekoval meteorologický radar ve výšce 10,6 km nad hladinou. V Grónském moři jihozápadně od ostrova Jan Mayen skončily úlomky planetky 2022 EB5, která zanikla v atmosféře 11. března 2022. Jen dvě hodiny předtím ji identifikoval maďarský astronom Krisztián Sárneczky a záblesky zřejmě spojené s popsaným bolidem se podařilo sledovat ze severního Islandu.
V pořadí šestým předpovězeným impaktem, ale prvním nad hustě obydlenou oblastí, se stal asteroid 2022 WJ1. Objeven byl 11. listopadu 2022 a zanikl o 3,5 hodiny později nad jezerem Ontario. Zároveň se jako první odehrál nad územím pokrytým vědeckými kamerami, určenými pro studium meteorů: Ty tedy navzdory převážně oblačné obloze úkaz zachytily, což umožnilo detailní analýzu bolidu. Bohužel většinu dopadové oblasti pokrývá vodní plocha a nevíme o tom, že by se nějaké meteority podařilo nalézt.
Místo dopadu
O necelý rok později si maďarský astronom Krisztián Sárneczky připsal další úlovek: 12. února 2023 objevil malý asteroid, později označený jako 2023 CX1, který od nás v tu chvíli dělilo 233 000 km. Následná pozorování potvrdila směr k Zemi a 6,5 hodiny po objevu vstoupilo těleso do atmosféry nad kanálem La Manche. K dopadu došlo těsně před čtvrtou hodinou ranní v Normandii, ale díky varování úkaz zaznamenala spousta svědků z celé západní Evropy – a samozřejmě také nejrůznější kamery, ať už cíleně, nebo náhodou.
Těleso začalo svítit ve výšce 89 km nad Zemí, ve 28 km se zcela rozpadlo a poslední úlomky pohasly 20 km nad povrchem. Poté následovala tzv. temná fáze, kdy už fragmenty nesvítí, ale klesají volným pádem. Do pátrání po meteoritech se zapojili i čeští astronomové z Ondřejova: Jiří Borovička a Pavel Spurný zpracovali fotografické a video záznamy bolidu a již 15. února publikovali pravděpodobnou oblast dopadu. Ještě téhož dne se pak skutečně povedlo nalézt první úlomek, o hmotnosti 95 g.
Nebe nad Berlínem
Když Krisztián Sárneczky hovořil loni v září na přednášce o svých objevech, přiznal se, že by jej po nálezu prvního ze zmíněných malých asteroidů nenapadlo, že se mu něco podobného povede znovu. Přesto svůj úspěch s objektem 2023 CX1 zopakoval, a o rok později přidal i třetí: 20. ledna 2024 večer objevil malé těleso, které ihned upoutalo pozornost astronomů. Krátce po půlnoci pak byla vydána zpráva, že se asteroid pohybuje na kolizním kurzu se Zemí a ke srážce dojde za 1,5 hodiny nad střední Evropou. V tu dobu už bylo zřejmé, že půjde o jasný meteor pozorovatelný z rozsáhlého území, včetně Česka.
Jelikož panovala bezmračná noc, podařilo se jej zaznamenat na řadě stanic Evropské bolidové sítě řízené z Ondřejova. Mnozí amatérští a profesionální astronomové úkaz pozorovali i na vlastní oči. Vědci z Astronomického ústavu české Akademie věd rychle zpracovali získaná data, přidali k vlastním záznamům z kamer dvě videa z německé části celosvětové sítě AllSky7 a již následujícího dne publikovali o pozorovaném jevu první zprávu. Model výškového větru poskytnutý Českým hydrometeorologickým ústavem umožnil zpřesnit předpokládanou dopadovou oblast. Data přitom ukázala, že šlo o těleso menší než metr s původní hmotností kolem 100 kg. A spektrální záznamy naznačily, že jej tvořil neobvyklý materiál, zřejmě bohatý na minerál enstatit.
Test na výbornou
Do lokality předpokládaného dopadu u obce Ribbeck asi 50 km západně od Berlína se mezitím sjela řada profesionálních i amatérských hledačů – a 25. ledna ohlásil polský tým první nález. Místo dopadu přitom leželo v oblasti predikované českými vědci. Postupně se povedlo nalézt několik desítek meteoritů velmi neobvyklého vzhledu a o týden později byly klasifikovány jako tzv. aubrity, které skutečně tvoří převážně enstatit.
Vědcům pak planetka 2024 BX1 poskytla unikátní příležitost ověřit metodu výpočtu heliocentrické dráhy z pozemních pozorování, a to díky porovnání s trajektorií získanou ze sledování asteroidu ještě před srážkou se Zemí. A pro český tým dopadl zmíněný test na výbornou: Obě dráhy byly totiž naprosto totožné.
