„Ziemia zawsze ma więcej księżyców, niż nam się wydaje”. Astronomowie odkryli tajemnicze skały

Spis treści:

1. Jak działają quasi-księżyce?
2. Czym są quasi-księżyce i mini-księżyce?
3. Skąd się biorą te obiekty?
4. Czy można je nazwać księżycami?
5. Przyszłość Ziemi z quasi-księżycami

W Układzie Słonecznym pojawił się intrygujący gość. Tajemnicza kosmiczna skała, mniej więcej wielkości budynku, podąża obok Ziemi w jej podróży wokół Słońca. Astronomowie nie mieli o niej pojęcia aż do tego lata. Obiekt od dekad okrążał naszą planetę w takiej konfiguracji orbitalnej, że można go nazwać „quasi-księżycem”.

Kiedy dr Ben Sharkey, astronom z University of Maryland, pierwszy raz usłyszał o obiekcie PN7, jak nazywają go teraz naukowcy, powiedział: „O, super, kolejny”. PN7 jest po prostu najnowszym odkryciem w niekończącym się korowodzie małych, księżycopodobnych obiektów kręcących się w pobliżu Ziemi.

Jak działają quasi-księżyce?

Nasza planeta ma też inne quasi-księżyce podobne do PN7. One również okrążają Słońce, ale ich pętle w przestrzeni – czasem wyprzedzające Ziemię, a czasem pozostające w tyle – sprawiają wrażenie, jakby tak naprawdę krążyły wokół naszej planety. Są też mini-księżyce, które faktycznie zostają schwytane przez ziemską grawitację. Tymczasowo orbitują wokół Ziemi, zanim zdołają się wyrwać.

Żaden z nich nie może się równać z Księżycem – jedynym naturalnym satelitą Ziemi, perłą nocnego nieba. Inne obiekty widać tylko w potężnych teleskopach, zwłaszcza takich, które potrafią wychwycić słabiutki blask Słońca odbijający się od maleńkich, szybko poruszających się w mroku skał. Jednak każde nowe odkrycie przypomina o uroczej prawdzie: Ziemia zawsze ma więcej księżyców, niż nam się wydaje. – One naprawdę każą nam porzucić uporządkowaną, statyczną wizję Układu Słonecznego – mówi dr Sharkey.

Czym są quasi-księżyce i mini-księżyce?

W Układzie Słonecznym Ziemia nie jest jedyną planetą z „pasażerami na gapę”. Astronomowie wykryli pierwszy znany quasi-księżyc wokół Wenus w 2002 roku. Odkrycie PN7 podnosi liczbę znanych quasi-księżyców Ziemi do co najmniej siedmiu. Najprawdopodobniej jest ich więcej, tylko wciąż pozostają niewykryte.

Te małe ciała mogą wskakiwać i wypadać ze wspólnej z Ziemią orbity czystym grawitacyjnym przypadkiem. Doświadczają też delikatnych grawitacyjnych szarpnięć ze strony naszej planety. Do tej pory odkryte quasi-księżyce mają rozmiary od mniej więcej 9 do ponad 300 metrów. PN7 jest obecnie uważany za jeden z najmniejszych w tej grupie.

PN7, wykryty przez obserwatorium Pan-STARRS na Hawajach pod koniec sierpnia, zsynchronizował się z ruchem Ziemi mniej więcej w połowie lat 60., jeszcze zanim pierwsi ludzie stanęli na Księżycu. Naukowcy przewidują, że w 2083 roku PN7 zejdzie na inną orbitę wokół Słońca. Inny obiekt odkryty przez Pan-STARRS w 2016 roku, Kamoʻoalewa, ma status quasi-księżyca od około stu lat i utrzyma go jeszcze przez kolejne 300 lat.

Skąd się biorą te obiekty?

Mini-księżyce również pojawiają się z grawitacyjnego przypadku, z tą różnicą, że Ziemia naprawdę je zatrzymuje na swojej orbicie. Zwykle okrążają naszą planetę krócej niż rok. Ich orbity są bardzo niestabilne, więc łatwo mogą zostać wyrzucone z powrotem w przestrzeń. Astronomowie zaobserwowali jak dotąd tylko cztery mini-księżyce. Najnowszy, mniej więcej wielkości około 10-metrowego autobusu szkolnego, uciekł z orbity Ziemi w zeszłym roku po kilku miesiącach.

Większość mini-księżyców jest dość mała, co sprawia, że trudno je wykryć – mówi Grigori Fedorets, astronom z Uniwersytetu w Turku w Finlandii. Na razie nie znamy żadnego mini-księżyca aktualnie uwięzionego na orbicie Ziemi. Analiza przeprowadzona przez Fedoretsa sugeruje jednak, że w każdej chwili Ziemia ma gdzieś w pobliżu mini-księżyc o średnicy kilku metrów. Inne badania wskazują, że takich obiektów może być nawet sześć.

Czy można je nazwać księżycami?

Może się wydawać przesadą nazywanie dużego głazu księżycem, nawet w wersji mini. Podobnie z niektórymi mniejszymi quasi-księżycami, takimi jak Kamoʻoalewa, który jest mniej więcej wielkości diabelskiego młyna. Astronomowie nie mają jednak oficjalnego zestawu reguł określających, jak klasyfikować obiekty udające księżyce.

W 2018 roku zespół naukowców doniósł o odkryciu dwóch „widmowych księżyców” – rozmytych obłoków pyłu kosmicznego orbitujących razem z Księżycem. Jeżeli każdy z tych obłoków zawiera mnóstwo drobin materii, to, jak mówi Sharkey: – Czy powinniśmy nazywać to jednym widmowym księżycem, czy raczej stu tysiącami księżyców?

Mimo wszystko te „być-może-księżyce” wnoszą do astronomii poczucie bliskości, którego brakuje odleglejszym cudom Kosmosu. Kat Volk, planetolożka z Planetary Science Institute w Arizonie, przyznaje, że czasem zazdrości kolegom badającym tę część Układu Słonecznego. Jej własne cele badawcze – małe ciała niebieskie za Neptunem – „nie okrążą Słońca choćby raz w ciągu mojego życia, bo ich okresy obiegu są tak długie”, mówi.

Przyszłość Ziemi z quasi-księżycami

Tymczasem wędrówki quasi-księżyców i mini-księżyców w wewnętrznej części Układu Słonecznego rozgrywają się w dużo krótszej skali czasu. Dają przez to, jak mówi badaczka, „bardzo fajny, realny przykład dynamiki orbitalnej”.

Naukowcy wciąż próbują ustalić pochodzenie chwilowych gości Ziemi. Mogą to być planetoidy bliskie Ziemi, należące do populacji tysięcy kosmicznych skał, które kiedyś tworzyły część głównego pasa planetoid między Marsem a Jowiszem. Możliwe też, że są to fragmenty naszego Księżyca, wyrwane z jego powierzchni przez uderzenia innych skał. Kamoʻoalewa może być właśnie takim przypadkiem – jego skład chemiczny wydaje się bardziej księżycowy niż jakiejkolwiek innej obserwowanej planetoidy.

Jeszcze inna teoria głosi, że są to ostatni ocaleni z pradawnej populacji planetoid. Sharkey sugeruje jednak, że nie ma powodu wybierać tylko jednego wyjaśnienia. Dodatkowe księżyce Ziemi – przeszłe, obecne i przyszłe – mogą łączyć wszystkie trzy scenariusze. Astronomowie podkreślają, że dopiero od niedawna teleskopy są wystarczająco czułe, by dostrzegać tak małe ciała jak PN7. Z niecierpliwością czekają, jakie jeszcze księżycopodobne obiekty odkryją potężne instrumenty, zwłaszcza nowe obserwatorium Very C. Rubin.

Gdy naukowcy obserwują te obiekty, zajmują się niezwykle starym zagadnieniem – mechaniką nieba, która niegdyś całkowicie odmieniła nasze wyobrażenie o miejscu Ziemi we Wszechświecie. Choć kilka mini-księżyców nie wywoła rewolucji kopernikańskiej, przypominają, że kosmos jest w ciągłym ruchu.

Jedna rzecz prawdopodobnie się nie zmieni. – Ziemia nie będzie w stanie trwale przechwycić drugiego prawdziwego księżyca – takiego, który nie ucieknie przy najmniejszym grawitacyjnym zakłóceniu – mówi Fedorets. Taki scenariusz wymagałby bardzo bliskiego spotkania z masywnym obiektem planetarnym, co w historii Układu Słonecznego nie jest już możliwe. Za to przyszłość niemal na pewno jest pełna towarzyszy podróży takich jak PN7 – małych odtrutek na kosmiczną samotność Ziemi, jedynej planety z zaledwie jednym satelitą.

Źródło: National Geographic