Asteroidi, mali srodnici planeta, ne gibaju se samo u području Sunčeva sustava između Marsa i Jupitera već ih ima i u Zemljinoj blizini. Fizičko stanje asteroida i njihov reljef otkrivaju svemirske letjelice.

Prve noći 19. stoljeća talijanski je astronom Giuseppe Piazzi otkrio prvo maleno tijelo iz klase asteroida ili planetoida, kojega danas znamo pod imenom Ceres (Cerera). Ugledao ga je u zviježđu Trokut kao zvijezdu osme veličine i nazvao ga Ceres Ferdinandea, u čast napuljskog potkralja Ferdinanda IV. Burbonskog. Već sljedeće godine (1802.) H. Olbers je otkrio drugo slično tijelo, Pallas (Paladu); K. Harding je 1804. otkrio Vestu, a godine 1807. opet je Olbers otkrio i četvrto tijelo, Juno (Junonu). Praćenjem, mjerenjem položaja i vremena ophoda oko Sunca, ustanovljeno je da se tijela gibaju u procijepu staza između Marsa i Jupitera, upravo tamo gdje ima dovoljno mjesta i za veće tijelo kakvo je planet. Ovdje je, naime, prema numeričkom Titius-Bodeovom pravilu, jedan planet trebao postojati. Otkuda četiri mala planeta umjesto jednoga pravoga, većeg? Olbers je odmah postavio hipotezu da su mala tijela razlomljeni dijelovi nekog većeg, koji je pretrpio katastrofu. Od godine 1845. kada su astronomi nastavili s otkrićima i određivanjima staza asteroida, broj tijela poznatih elemeneta staza - pritom se misli na veličinu i oblik staze, vrijeme ophoda oko Sunca i položaj staze u prostoru - dosegao je deset tisuća. Najveći broj asteroida prebiva u području staza između Marsa (1,5 astronomska jedinica, AJ) i Jupitera (5,2 AJ), pri čemu je najviše ispunjen razmak od 2 do 4 AJ. To je glavni asteroidni pojas. Gotovo bez iznimke svi se asteroidi gibaju u istom smjeru, u onom u kojemu se i planeti okreću oko Sunca, a ravnine u kojima se gibaju ne otklanjaju se mnogo od ravnine kojoj prilježu planeti.

Kakva su asteroidi tijela? Budući da se ni najboljim teleskopima nije mogla ugledati njihova površina (što se sa Zemlje ne može još ni danas), poznavanje asteroida napredovalo je veoma sporo. Najveći asteroid, Ceres, u promjeru ima 933 km! Jedna metoda za određivanje veličine tijela koristi okultaciju. To je pojava nestanka svjetlosti zvijezde koju zakloni tijelo asteroida. Zvijezda utrne i iz trajanja okultacije može se ocijeniti veličina asteroida. Druga metoda koristi sjaj asteroida. Veći asteroid ima veći sjaj. Da bi se odredila stvarna veličina potrebno je znati koliko svjetlosti odbija površina asteroida. Odrazna moć asteroida (albedo) vrlo je mala u ugljikovih asteroida (to su oni kojima je površina crna poput najcrnjeg ugljena, te odražavju 2-6% upadne svjetlosti). Stjenoviti i metalni planetoidi su svjetliji, oni odražavaju od 8 do 40%. Da bi se upoznao sastav asteroida, poslužili su meteoriti koji na Zemlju padaju kao odlomci asteroida.

NEAR-Shoemaker - prvi umjetni satelit Da bi se asteroidi bolje upoznali, poslužile su misije svemirskih brodova. U listopadu 1991. letjelica Galileo na svom dugom putu kroz asteroidni pojas prema Jupiteru snimila je asteroid (951) Gaspru veličine 20×12×11 kilometara, a u kolovozu 1993. snimila je (243) Idu kraj koje je pronašla malenog pratioca nazvanog Daktil. Dimenzije Ide su 58×23 kilometra; Daktil se giba 100 km daleko od njezina centra. Većina kratera na njihovim tijelima plitki su i djelomice ispunjeni stjenovitim odlomcima i prašinom, tj. regolitom. Najveći krater doseže 10 km.

Letjelica NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous, Randevu sa Zemlji bliskim asteroidom) lansirana je početkom 1996. godine s ciljem da postane prvim umjetnim satelitom nekoga asteroida, i to (433) Erosa. Na putu do Erosa snimila je asteroid (253) Mathilde u lipnju 1997., a da bi uštedjela gorivo napravila je i jedan zakret oko Zemlje početkom 1998. godine. Prvi pokušaj ubacivanja u stazu krajem 1998. oko Erosa završio je gotovo fatalno, s privremenim gubitkom komunikacije. Konačno, 14. veljače ove godine letjelica je postala Erosov satelit, i tu će ostati točno jednu godinu. Nakon toga će se pokušati spustiti na tlo. Za vrijeme puta letjelici je dodano prezime astrogeologa Shoemakera, poznatog po kometu koji je pao na Jupiter 1994. godine.

Zadatak letjelice je određivanje mase Erosa, ispitivanje građe, geoloških procesa, kemijskog sastava, gravitacijskog i magnetskog polja. U tu je svrhu opremljena instrumentima za obavljanje mineraloških ispitivanja, kao npr. spektrometrom za blisko infracrveno zračenje, magnetometrom za mjerenje magnetskog polja i uočavanje željeza, rendgenskim spektrometrom i spektrometrom za gama-zračenja, kojima se određuju elementi iz kojih se sastoji tlo; ima precizne kamere te laserski visinomjer, na temelju čijih se zapisa izrađuje mapa površine i određuje prostorni oblik tijela. Letjelica je najprije oko Erosa obilazila na udaljenosti 300 km od centra, zatim je sišla na 50 km kada joj period obilaska iznosi 1,2 d. U listopadu se pak u jednom navratu spustila na udaljenost od 5 km.

U nepunih godinu dana asteroid Eros je postao najslikanije tijelo planetskog sustava. Eros je član Amorove skupine. Otkriven 1898., ima jako izduženu stazu, s velikom poluosi jednakom 1,458 AJ; Suncu se približi do 1,118 AJ, a udalji na 1,800 AJ, obilazeći s periodom ophoda od 1,76 godina. Astronomi su ga pažljivo proučavali jer se Zemlji znade približiti na 23,3 milijuna km. Iz podataka o stazi umjetnog satelita oko Erosa, određena je masa tijela jednaka 6,7×1015 kg i gustoća od 2,67 g/cm3, što odgovara gustoći stijena. Tijelo takve mase ima vrlo slabu gravitaciju. Zato što tijelo nema oblik kugle, ubrzanje sile teže ovisi o položaju, središnjem ili krajnjem. Tipično ubrzanje je tri tisuće puta manje nego na Zemlji. To znači da bi čovjek koji s mjesta na Zemlji skoči uvis 1/3 m, na Erosu mogao iskočiti iz kratera dubokog 1 km. Eros je bogat kraterima. Najveći je krater Himeros, 10 km u promjeru. Udubina na sredini tijela je krater Psycho, promjera 5,5 km. U kraterima su opaženi odroni, klizanje materijala niz strmine, što je čudno uz tako slabu gravitaciju. Možda su se površinski slojevi zajedno s prašinom staložili u vrijeme sudara s nekim dugim tijelom. Poseban reljefni oblik nađen na Erosu su sustavi usporednih brazdi, do dužine od 20 km. Površina je posijana mnogobrojnim stijenama veličine nekoliko desetaka metara, a više ih je no što bi se moglo očekivati. Krateri nisu svi okrugli, ima ih pravokutnih rubova, ili pak u obliku jaraka. U panorami se ne vide mali krateri, nešto ih je moralo zasuti.

Postanak asteroida Kako je Eros nastao? Dijelove odgovora daje analiza njegova tla, gdje prevladavaju minerali piroksen i olivin. Fluoresciranje tla potaknuto rendgenskom svjetlošću i energičnim česticama koje su emitirala tri Sunčeva bljeska u ožujku i svibnju ove godine snimili su spektrometri i našli da su na Erosu elementi silicij, magnezij i aluminij u jednakom omjeru kao i na Suncu ili zvijezdama. Erosova tvar po svim svojstvima odgovara meteoritima koji se zovu hondriti i jednaka je onoj tvari kakva je postojala u vrijeme oblikovanja Sunca i planeta. Svi planeti sakupili su se iz Sunčeve plinovito-prašinaste maglice, bliži planeti nastajali su uz jako Sunčevo žarenje i zadržali samo čvrsto tlo. Divovski planeti kao Jupiter nastali su u hladnom području Sunčeva sustava i zadržali debele plinovite ovoje. Planeti kao Zemlja, a i neki od većih asteroida, rastalili su se, te su im se tvari diferencirale po dubini: lake tvari odvojile se od težih, koje su potonule u središte. Neki asteroidi ostali su isti kao što su bili pri nastanku, neki su se također rastalili. No posebnost asteroida je u tome što su se oni veoma često sudarali, čine to i danas, odlamaju se i smanjuju, a time umnažaju. Građa Mathilde drukčija je od Erosove. Ona je tzv. ugljikov asteroid s vrlo tamnom površinom. Unakažena je kraterom čiji je promjer usporediv sa samim asteroidom. Kako je izračunato da je njezina gustoća samo nešto veća od gustoće vode, pretpostavlja se da je tijelo puno šupljina, pa je veliki krater mogao nastati tako da se tijelo pri sudaru jednostavno uleglo. Iz toga se može naučiti da asteroidi čine mješavinu primitivnih i diferenciranih tijela. Proučavanjem asteroida spoznaju se uvjeti u kojima su nastali planeti i Zemlja.

NEA, asteroidi u blizini Zemlje Tisuću asteroida ima staze unutar Marsove staze, a mnogi od njih sijeku Zemljinu stazu, pa Suncu priđu bliže i od Venere. Prepoznate su tri istaknute skupine: skupina Amora, Apolona i Atena. Članovi Atenove skupine (njih 65) imaju veliku poluos eliptične staze manju od Zemljine staze. Jedan od njih je Ikar koji je ime zaslužio time što se Suncu najviše primiče. Iz ovih skupina potječe najviše meteorita. Poznata su četiri meteorita kojima je pri padu određena staza; jedan je pao 1959. (Pribram, Češka), drugi 1971. (Lost City, SAD), treći 1977. (Innisfree, Kanada), a četvrti 1992. (Peekshill, SAD). Njihov pad nije učinio nikakve štete, jer se tijela veličine do desetak metara u atmosferi uglavnom istroše, izgore ili raspadnu. Spoznajom o asteroidima u asteroidnom pojasu, znanstvena se i ostala javnost uljuljkala u uvjerenju da Zemlji od tih tijela ne prijeti nikakva opasnost. Pronalazak stotinu velikih kratera posvuda po Zemljinu globusu, većih od kilometra upućuje na oprez. Poznati arizonski meteoritski krater, širok 1,2 km i dubok 183 m, nastao je prije 50000 godina. Bušenjem Zemljine kore i snimcima iz svemirskih laboratorija pronađen je ispod površinskih slojeva na poluotoku Jukatanu krater Chicxulub promjera 170 km, dubine 10-20 km. Njegova starost procjenjuje se na 65 milijuna godina, u vrijeme kada su izumrli dinosauri. Palo tijelo imalo je promjer 10-20 km. Kada će pasti sljedeće? Tijelo veličine kilometra koje u Zemlju udara brzinom od 20 km/s ima energiju koliko i milijun atomskih bombi kakva je pala na Hirošimu.

Na Zemljinoj je površini pronađeno 140 kratera s procijenjenim vremenom pada. Od njih samo 20 ima promjer manji od 1 km; najveći ima promjer od 200 km. Vrijeme padova povezano je s veličinom, jer su oni veći nastali prije više milijuna, pa i prije dvije milijarde godina, na koju su dob procijenjena dva velika kratera, Sudbury u SAD-u (promjera 200 km) i Vredefort u Južnoj Africi (promjera 140 km). Najmlađi krateri iskopani su u ledenom doba, tj. u vrijeme posljednjih 10-20 000 godina.

Svemirska straža Poduzetni astronomi su sedamdesetih godina počeli na Mt Palomaru tragati za Zemlji bliskim asteroidima. Godine 1996. osnovana je zaklada "Spaceguard" (Svemirska straža). Danas u ovom sustavnom nadzoru nad bliskim svemirom sudjeluje desetak opservatorija s teleskopima koja imaju zrcala veća od 0,6 m, i posve su posvećena otkrivanju malih tijela. Među otkrivatelje asteroida uvrstila se i zvjezdarnica u Višnjanu u kojoj je pomoću zrcalnog teleskopa promjera 40 cm otkriveno oko tisuću asteroida. Za otkrivanje se koristi najsuvremenija detekcija slike pomoću površinskog optičkog senzora, CCD kamere, i kompjutorska podrška. Stoga je posljednjih nekoliko godina naglo porastao broj ustanovljenih asteroida iz Zemljine blizine te se mogu donositi i zaključci o njihovoj brojnosti i mogućoj opasnosti. Do danas je nađeno 410 asteroida koji zalaze unutar Zemljine staze i veći su od 1 km, a procijenjeno je da ih ima još 500. Otkrivanje i zapisivanje svih takvih bit će dovršeno do 2009. godine. Prema studijama padova meteorita, od najveće su opasnosti oni asteroidi koji su veći od 180 m, a mogu kraj Zemlje proći na udaljenosti manjoj od 8 milijuna km; udaljenost iznosi koliko i 20 udaljenosti Mjeseca od Zemlje. To su tzv. potencijalno opasni asteroidi. Prema ustanovljenim stazama je do danas otkriveno 270 takvih asteroida.

Prilikom razrivanja kratera Chicxulub, u atmosferu su morali biti izbačeni oblaci praha koji su obavili Zemlju i spriječili Sunčeve zrake da zagriju tlo. U tom je slučaju došlo do višegodišnje zime, čime je jako prorijeđen ne samo životinjski svijet (npr. dinosauri), već i biljke. Ukoliko bi se udarom asteroida ispario vapnenac iz tla, atmosfera bi se ispunila ugljičnim dioksidom koji bi učinkom staklenika doveo do zagrijavanja za desetak ili više stupnjeva, što bi opet imalo jednako katastrofalne posljedice. U rujnu ove godine u našoj se blizini našlo pet asteorida među kojima je bilo potencijalno opasnih, bliskih staza i opasnih dimenzija. Najbliže nam je 17. rujna prišao asteroid označen kao 2000 RD53; prošao je na udaljenosti koja je 11 puta veća od udaljenosti na kojoj se nalazi Mjesec. Lako je zaključiti da nije bilo nikakve opasnosti, jer tako udaljeni na Zemlju nisu mogli pasti. No upozoravajuća je činjenica da dva od tih uljeza uopće nisu bila poznata. Pojavila su se sasvim nenadano, i to samo tjedan dana prije prolaza! Među njima se mogu naći i istrošene kometske jezgre - iako je broj kometa mnogo manji od potencijalno opasnih asteroida - koje imaju vrlo nezgodne staze, jer mogu doći iz svakog smjera i u svako vrijeme. Kometi dolaze iz najvećih daljina koje astronomi ne mogu nadzirati. Astronomi nadziru jedino stotinu kratkoperiodičkih kometa čije se staze već nalaze u području planeta.

Opasnost od asteroida i istrošenih kometa realna je i pitanje mogućeg sudara jedno je od pitanja na koja znanost još ne može odgovoriti. Prema matematičkoj teoriji vjerojatnosti, ako je sigurno da će se sudar dogoditi unutar 100 000 godina, tada se to može dogoditi i 2000. godine i 119 999. godine. Stručnjak za asteroide Tom Gehrels izjavljuje: "Imamo li vijest o sudaru pet godina unaprijed, možemo sebi i svima reći: pa-pa. Imamo li vremena deset godina, šanse su nam nešto veće, iako tanke. Uz opomenu od 50 godina bili bismo mnogo sigurniji". Znanost, udružena s tehnikom svemirskog leta i odlukom da se Zemlja sačuva, treba u dogledno vrijeme riješiti pitanje o broju i rasporedu svakog tijela većeg od 180 m u području Sunčeva sustava, te pronaći način kako da se opasna tijela odvrate od Zemlje. Očekuje se izrada satelita koji će ispitivati i nadzirati bliski svemirski prostor.

Jeste li znali?

· Naziv asteroid (zvjezdoliki) potječe od astronoma Herschela zato što se ova tijela teleskopom ne vide kao pločice, već kao svijetle točke. Planetoid označava sličnost planetima. · Po odraženoj svjetlosti, asteroidi se dijele na veoma tamne koji odražavaju 2-6% upadne svjetlosti, te na svjetlije koji odražavaju 8-40%. Prema tvari od koje su sastavljeni, tamni su prozvani ugljikovim (oznaka C), a svijetli stjenovitim (S) ili metalnim (M). · Tijela koja nemaju oblik kugle imaju ubrzanje sile teže različito na svakom mjestu svoje površine.