Εικόνα 1: τροχιά αστεροειδών

Κύρια Ζώνη και Αστεροειδείς

Του Κωνσταντίνου Αθ. Οικονόμου δασκάλου  - συγγραφέα

ΓΕΝΙΚΑ: Κύρια Ζώνη των Αστεροειδών είναι η περιοχή ανάμεσα στις τροχιές Άρη και Δία, όπου εντοπίζονται οι περισσότεροι αστεροειδείς του Ηλιακού Συστήματος. Η ζώνη [2,1 έως 3,3 AU από τον Ήλιο] περιλαμβάνει εκαντοντάδες χιλιάδες αστεροειδείς, των οποίων το μέγεθος ποικίλλει από μερικές εκατοντάδες μέτρα (όπως ο Δάκτυλος) μέχρι εκατοντάδες χιλιόμετρα (όπως η Παλλάς και η Εστία). Οι αστεροειδείς σχηματίζουν ομάδες με κοινά στοιχεία τροχιάς καθώς και διάσπαρτες ζώνες με ελάχιστα σώματα (κενά Kirkwood). Το μεγαλύτερο σώμα της ζώνης είναι η Δήμητρα. Άλλοι αστεροειδείς είναι συγκεντρωμένημένοι στη Ζώνη Κάιπερ (Kuiper Belt). Οι αστεροειδείς, κατάλοιπα απ' το σχηματισμό του Ηλιακού Συστήματος, είναι τεράστιοι βράχοι σε τροχιά γύρω απ' τον Ήλιο. Τα μικρότερα σώματα σε περιηλιακή τροχιά ονομάζονται μετεωρίτες. Συνήθως οι μικροί αστεροειδείς έχουν ακανόνιστο σχήμα που μοιάζει με πατάτα, οι μεγαλύτεροι όμως έχουν ελλειπτικό. Σύμφωνα με τη Συνόδο της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης[2006], οι σχεδόν σφαιρικοί αστεροειδείς ονομάζονται και νάνοι πλανήτες. 

Οι αστεροειδείς της Ζώνης αστεροειδών αποτελούνται κυρίως από πυριτικούς βράχους και μέταλλα. Ο αστεροειδής Δήμητα (Ceres) αποτελεί εξαίρεση, καθώς ένα μεγάλο μέρος του είναι πάγος νερού. Όμως, οι αστεροειδείς της Ζώνης Κάιπερ αποτελούνται κυρίως από πάγους (παγωμένα αέρια). Από τα εκατομμύρια αστεροειδών του Ηλιακου Συστήματος, μέχρι τις αρχές του 2006 είχαν καταγραφεί 299.733, [118.161 επίσημα καταγεγραμμένοι].

Εικόνα 2: Αστεροειδής Έρως

Εικόνα 3: Αστεροειδής Γκάσπρα

ΘΕΣΗ - ΜΑΖΑ: Εκτός των αστεροειδών της Κύριας Ζώνης, υπάρχουν και αυτοί των σημείων Λαγκράντζ του Δία και του Άρη, την κίνηση των οποίων ακολουθούν. Τέτοιοι αστεροειδείς ονομάζονται «μέλη της Τρωικής Ομάδας». Οι δυο φυσικοί δορυφόροι του Άρη, Φόβος και Δείμος, είναι αστεροειδείς που μπήκαν σε τροχιά γύρω απ' τον πλανήτη. Κάποιοι απ' τους αστεροειδείς έχουν και οι ίδιοι μικρούς δορυφόρους. Οι αστεροειδείς της Ζώνης Κάιπερ βρίσκονται πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα, γι' αυτό και ονομάζονται Μεταποσειδώνεια Αντικείμενα. Επίσης μεταξύ της τροχιάς του Κρόνου και του Ποσειδώνα περιφέρονται αστεροειδείς οι οποίοι είναι γνωστοί ως Κένταυροι. Η συνολική μάζα των αστεροειδών της Κύριας Ζώνης δεν είναι μεγάλη. Ο μεγαλύτερος [Δήμητρα], και πρώτος που ανακαλύφθηκε, με διάμετρο περίπου χίλια χιλιόμετρα, έχει μάζα περίπου ίση με το 36% όλων των αστεροειδών της Κύριας Ζώνης, που υπολογίζεται ότι είναι γύρω στο 3-4% της μάζας της Σελήνης. Αντιθέτως, οι αστεροειδείς της Ζώνης Κάιπερ έχουν πολύ μεγαλύτερη συνολική μάζα, αλλά και ακόμη μεγαλύτεροι είναι από τους μεγαλύτερους αστεροειδείς της Κύριας Ζώνης. Οι γνωστότεροι αστεροειδείς της Ζώνης Κάιπερ [νάνοι πλανήτες] είναι η Έρις και ο Πλούτων (πρώην ένατος πλανήτης του Ηλιακού Συστήματος). Οι μεγαλύτεροι αστεροειδείς της Κύριας Ζώνης είναι κατά σειρά μεγέθους [σε αγκύλες η διάμετρός τους σε χλμ.]: Δήμητρα [975], Εστία [578], Παλλάς [570], Υγεία [407], Έκτωρ [370] Νταβίντα [326], Ιντεράμνια [317], Ευρώπη [300], Ήρα [290], κ.τ.λ.

ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ - ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ: Παλιότερα οι αστεροειδείς της Κύριας Ζώνης θεωρούνταν ότι ήταν υπολείμματα κάποιου πλανήτη που κινούνταν εκεί και που θρυμματίστηκε από κάποια τρομερή σύγκρουση. Σήμερα όμως επικρατεί η αντίθετη θεωρία, ότι δηλαδή οι αστεροειδείς ήταν υλικό για έναν μικρό πλανήτη, μεγέθους μικρότερου του Άρη, που όμως δεν σχηματίστηκε λόγω βαρυτικής επίδρασης του Δία. Πάντως, γενικά, αστεροειδείς θεωρούνται τα σώματα σε τροχιά γύρω απ' τον Ήλιο, που μια διάσταση τους [ακτίνα] είναι μεγαλύτερη από 50μ. και μικρότερη από 2.500χλμ. [σώματα με μικρότερες διαστάσεις είναι μετεωρίτες και με μεγαλύτερες πλανήτες], και η σύνθεσή τους βασίζεται κυρίως σε πυριτιο, άνθρακα και σίδηρο [αλλιώς θα ήταν κομήτες, που αποτελούνται από «λερωμένο πάγο»]. Ο όρος αστεροειδής χρησιμοποιήθηκε πρώτη φορά απ' τον Ουίλιαμ Χέρσελ [1802].

ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΑΣΤΕΡΟΕΙΔΩΝ: Ο πρώτος αστεροειδής και ταυτόχρονα ο μεγαλύτερος, ο Δήμητρα, ανακαλύφθηκε τυχαία την Πρωτοχρονιά του 1801 απ' τον Τζουζέπε Πιάτζι, που αρχικά νόμιζε ότι είχε ανακαλύψει καινούριο άστρο. Τα επόμενα έξι χρόνια ανακαλύφθηκαν άλλοι τρεις αστεροειδείς, [Παλλάς, Ήρα, και Εστία]. Τέσσερις δεκαετίες αργότερα, ο Καρλ Λ. Χένκε ανακάλυψε δύο ακόμη [Αστραία, Ήβη], ανανεώνοντας το ενδιαφέρον της κοινότητας των αστρονόμων. Το 1891, ο Μαξ Βολφ χρησιμοποιώντας φωτογραφίες του ουρανού με μεγάλο χρόνο έκθεσης, παρατήρησε ότι το ίχνος των αστεροειδών εμφανιζόταν σαν γραμμή, σε αντίθεση με τα σταθερά άστρα. Αυτό οδήγησε σε επανάσταση στον τομέα, καθόσον ο ίδιος ανακάλυψε 248 αστεροειδείς, αριθμός ίσος με αυτούς που είχαν ανακαλυφθεί στα ενενήντα χρόνια που προηγήθηκαν. Τα τελευταία χρόνια, το ενδιαφέρον για τους αστεροειδείς αναθερμάνθηκε, λόγω της ανησυχίας για πιθανή καταστροφική σύγκρουση ενός απ' αυτούς με τη Γη. Έτσι ξεκίνησε προσπάθεια για εντοπισμό, καταγραφή και υπολογισμό της τροχιάς όσο το δυνατόν περισσότερων αστεροειδών, τόσο με συσκευές σε τροχιά όσο και με τηλεσκόπια. Η έρευνα [2010] έχει χαρτογραφήσει εκατοντάδες χιλιάδες αστεροειδείς, απ' τους οποίους 600 έχουν διάμετρο πάνω από ένα χιλιόμετρο και 3.353 έχουν τροχιές που μπορούν να τους φέρουν κοντά στη Γη. Οι πρώτοι αστεροειδείς είχαν σύμβολα όπως η Γη, η Σελήνη, ο Ήλιος και οι πλανήτες. Ο Γιόχαν Ενκέ εισήγαγε περιγεγραμμένους σε κύκλους αριθμούς αντί συμβόλων, αν και η αρίθμησή του άρχιζε από την Αστραία, με τους πρώτους αστεροειδείς να συνεχίζουν να αναγνωρίζονται από τα σύμβολά τους. Αυτή η καινοτομία υιοθετήθηκε ταχύτητα από την αστρονομική κοινότητα. Έτσι, κάθε αστεροειδής του οποίου η ύπαρξη επιβεβαιώνεται παίρνει έναν αύξοντα αριθμό ανακάλυψης. Μετά την επαλήθευση της τροχιάς του, ο κωδικός του αποτελείται από τον αύξοντα σε παρένθεση ακολουθούμενο απ' τον προσωρινό αριθμό, π.χ. (3360) 1981 VA [έτος και εβδομάδα ανακάλυψης], που ήταν και ο πρώτος αστεροειδής για τον οποίο δεν χρησιμοποιήθηκε κάποιο όνομα. Στα πρώτα χρόνια της ανακάλυψής τους, οι αστεροειδείς έπαιρναν ονόματα Ελληνικών ή Ρωμαϊκών θεοτήτων, ή άλλων μυθολογικών προσώπων. Λόγω του πλήθους τους, συχνά οι αστρονόμοι δίνουν ονόματα πόλεων, τα δικά τους ονόματα, των παιδιών τους ή και κάποιου κατοικίδιου! Υπάρχουν αστεροειδείς με ονόματα παρμένα από ταινίες, σειρές, προσωπικότητες, όπως ο 13681 Monty Python, ο 9007 James Bond, ο 9777 Enterprise, ο 4147 Lennon και ο 4148 McCartney, o 5535 Annefrank, ο 6354 Vangelis κι ο 7100 Martin Luther.

ΑΣΤΕΡΟΕΙΔΕΙΣ ΚΑΙ ΓΗ: Είναι γνωστή η θεωρία ότι η εξαφάνιση των δεινοσαύρων οφείλεται στην πρόσκρουση αστεροειδούς με τη Γη. Η θεωρία επιβεβαιώνεται με την ανακάλυψη ενός τεράστιου κρατήρα που σήμερα βρίσκεται κυρίως στο βυθό του Κόλπου του Μεξικού και στη ζούγκλα της χερσονήσου του Γιουκατάν. Τέτοιες συγκρούσεις συμβαίνουν κάθε μερικές δεκάδες χιλιάδες ή εκατομμύρια χρόνια. Αν κάποιος αστεροειδής έφτανε στη Γη, λόγω μεγάλου μεγέθους, δεν θα καιγόταν στην ατμόσφαιρα λόγω της τριβής, σε αντίθεση με τους μετεωρίτες, αλλά θα έφτανε στην επιφάνεια της Γης σχεδόν ακέραιος. Μία σύγκρουση με τέτοιο αντικείμενο θα επέφερε τεράστιες καταστροφές στη Γη: Αν η πρόσκρουση γινόταν στην ξηρά, το ωστικό κύμα θα κατέστρεφε τα πάντα σε ακτίνα εκατοντάδων χιλιομέτρων πυροδοτώντας πυρκαγιές και πρωτοφανείς σεισμούς. Η σκόνη και η στάχτη που θα παράγονταν κατά τη σύγκρουση, θα διασκορπίζονταν, κρύβοντας το ηλιακό φως, δημιουργώντας ένα τύπο πυρηνικού χειμώνα που θα διαρκούσε για πολλά χρόνια. Πιθανότατα, η ζωή στη Γη θα εξαφανιζόταν, τουλάχιστον κατά το μεγαλύτερο μέρος. Αν η πρόσκρουση γινόταν σε ωκεανό, τα τσουνάμι που θα προκαλούνταν, ύψους εκατοντάδων μέτρων, θα κατέστρεφαν ολοκληρωτικά πόλεις και χωριά σε βάθος δεκάδων χιλιομέτρων απ' τις ακτές. Ακόμη, η θερμότητα θα έβραζε το νερό, σκοτώνοντας τη ζωή κοντά στο μέρος της πρόσκρουσης, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ατμών στην ατμόσφαιρα, διαταράσσοντας τελικά το παγκόσμιο κλίμα.

ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ: Η πρώτη φωτογραφία ελεύθερου αστεροειδή [όχι των δορυφόρων του Άρη] ήταν του Gaspra [1991], από τη διαστημοσυσκευή Γαλιλαίος, που ήταν καθ' οδόν προς το Δία, ενώ η ίδια συσκευή φωτογράφισε τον αστεροειδή Ίδη και τον δορυφόρο της Δάκτυλο. Η πρώτη αποστολή ειδικά για τη μελέτη αστεροειδών ήταν η αμερικανική NEAR-Shoemaker, που φωτογράφισε τον 253 Ματθίλδη, ενώ το 2000 μπήκε σε τροχιά γύρω από τον 433 Έρως, στην επιφάνεια του οποίου κατέπεσε τελικά. Στις 25/11/2005, η Ιαπωνική διαστημοσυσκευή Hayabusa προσεδαφίστηκε στην επιφάνεια του αστεροειδή Ιτοκάβα συλλέγοντας δείγματα εδάφους. Τα δείγματα έφτασαν στη Γη το 2011, γεγονός που χαρακτηρίστηκε από το Science ως ένα από το 10 επιτεύματα του 2011. Η Ευρωπαϊκή αποστολή Rosetta μελέτησε τους 2867 Στάινς και 21 Λουτητία (2008-10). Δεν αποκλείεται να πραγματοποιηθούν στο μέλλον και επανδρωμένες αποστολές. Κάποιοι σκέφτονται να χτιστούν ακόμα και ορυχεία σε αστεροειδείς για την λήψη πολύτιμων μετάλλων [είναι αλήθεια ότι ο ... Σκρουτζ Μακ Ντακ, των γνωστών κόμικς είχε εμπνευστεί κάτι τέτοιο]! Πιθανολογείται και η τοποθέτηση πυραυλοκινητήρα για την τοποθέτηση του αστεροειδή σε ασφαλή τροχιά γύρω από τη Γη. Ακόμα και αν ο αστεροειδής «ξεμείνει» από υλικά, θα παραμείνει χρήσιμος ως βάση για την κατασκευή διαστημικών αποικιών!

ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΤΕΤΟΙΑΣ ΣΥΓΚΡΟΥΣΗΣ: Αυτή η πιθανότητα άρχισε να εξετάζεται σοβαρά από το 1980, όπως και τα σενάρια αποτροπής της. Προτάθηκαν λύσεις για το ενδεχόμενο ότι ένας αστεροειδής θα είχε τροχιά σύγκρουσης με τον πλανήτη μας. Η εύκολη λύση θα ήταν να εκτοξευτούν πύραυλοι πυρηνικών κεφαλών κατά του αστεροειδή, όχι για τα τον διαλύσουν [μιας και τα θραύσματα ακολουθώντας την ίδια τροχιά θα έπεφταν τελικά στη Γη], αλλά ώστε να αλλάξει η τροχιά του αντικειμένου. Άλλη λύση που προτάθηκε, είναι να βαφεί ο μισός αστεροειδής με ανοιχτό χρώμα, οπότε η διαφορετική πίεση από την ηλιακή ακτινοβολία εκατέρωθεν θα του άλλαζε την τροχιά. Τελευταία προτάθηκε η χρήση “βαρυτικού γερανού”, μιας μεγάλης δηλαδή μάζας σε τροχιά γύρω απ' τον αστεροειδή, η βαρυτική επίδραση της οποίας θα τον έσπρωχνε έξω απ' το δρόμο μας. Αναφέραμε, ήδη, ότι 3.352 αστεροειδείς έχουν τροχιές που περνούν κοντά απ' τη Γη (Near Earth Asteroids). Αυτοί παρακολουθούνται, ενώ ειδικά επιτελεία ασχολούνται με τον υπολογισμό πιθανοτήτων μιας σύγκρουσης. Υψηλή πιθανότητα έχει το σώμα (29075) 1950 DA, που έχει μία στις 300 πιθανότητες να χτυπήσει τη Γη περί το έτος 2880. Αξίζει να σημειωθεί πάντως ότι πολλοί επιστήμονες είχαν εκφράσει επιφύλαξη σε αυτή την προσπάθεια, με το σκεπτικό ότι η χαρτογράφηση αστεροειδών με τροχιές κοντά σε αυτή της Γης θα μπορούσε να βοηθήσει το έργο φανατικών που, θα ήθελαν να αλλάξουν την τροχιά κάποιου απ' αυτούς, ώστε να χτυπήσουν κάποιο εχθρικό σε αυτούς κράτος(!;).

Ο ΑΣΤΕΡΟΕΙΔΗΣ ΑΠΟΦΙΣ [99942]: Η ύπαρξή του αστεροειδούς Άποφις επιβεβαιώθηκε το Δεκέμβριο του 2004. Οι πρώτες εκτιμήσεις της ΝΑΣΑ έδειχναν ότι υπάρχει μεγάλη πιθανότητα σύγκρουσης του αστεροειδούς αυτού με τη Γη (ή τη Σελήνη) το 2029, με αποτέλεσμα το θέμα να πάρει δημοσιότητα. Εκτενέστερες παρατηρήσεις έδειξαν ότι είναι απίθανο να γίνει κάτι τέτοιο το 2029. Παραμένει όμως μία ελάχιστη πιθανότητα σύγκρουσης με τη Γη (ή τη Σελήνη) τον Απρίλιο του 2036 όταν ο Άποφις επιστρέφοντας, κατά την τροχιά του, περάσει κοντά από τη Γη. Η πιθανότητα σύγκρουσης είναι 4 προς 1.000.000. Το όνομα Άποφις, που του αποδόθηκε, είναι το ελληνικό όνομα μίας αρχαίας αιγυπτιακής θεότητας που προσπαθούσε να βυθίσει τον κόσμο στο σκότος καταστρέφοντας τον Ήλιο. Ο Άποφις έχει περίοδο περιφοράς γύρω από τον Ήλιο τις 324 ημέρες, πολύ κοντά δηλαδή στην αντίστοιχη περίοδο της Γης [365 ημέρες]. Κατά συνέπεια, ο αστεροειδής αυτός διέρχεται σε μικρή απόσταση από τη γήινη τροχιά, δύο φορές περίπου το χρόνο. Η διάμετρός του είναι 320 μέτρα και η μάζα του 446 εκατ. τόνοι. Στις 21/12/2004 ο Άποφις βρέθηκε πολύ κοντά στη Γη και έτσι στάθηκε δυνατή η ανακάλυψη και η παρατήρησή του. Η επόμενη φορά που θα διέλθει κοντά από τη Γη θα είναι στις 6/3/2021. Τότε ο Άποφις θα βρίσκεται σε απόσταση περίπου 14 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Ο αστεροειδής θα βρεθεί σε εγγύτατη απόσταση στη Γη την Παρασκευή 13/4/2029, εορτή της Ζωοδόχου Πηγής. Η μέγιστη πιθανότητα που δόθηκε για σύγκρουση με τη Γη ήταν 2,7%. Οι παρατηρήσεις του Arecibo Observatory [Π. Ρίκο – 1/2005] βοήθησαν να καθοριστεί επακριβώς η τροχιά και τα χαρακτηριστικά του. Σύμφωνα με τις παρατηρήσεις αυτές, ο Άποφις θα διέλθει σε απόσταση 36.350 χιλιομέτρων από το κέντρο της Γης δηλαδή, εκεί που περιστρέφονται οι τεχνητοί δορυφόροι! Έτσι, εκείνη την Παρασκευή, ο Άποφις θα είναι ορατός από τη Γη με φαινόμενο μέγεθος 3,3 (όσο ένας μεσαίου μεγέθους αστέρας) από την Ασία, την Ανατ. Ευρώπη και τη Β. Αφρική. Θα διατρέξει τον ουρανό ταχύτατα, διαγράφοντας τόξο 42 μοιρών/ώρα! Ο Άποφις θα διέλθει μεταξύ Γης και Σελήνης με μηδενική πιθανότητα σύγκρουσης εκατέρωθεν. Μία τέτοια προσέγγιση τέτοιου μεγέθους αστεροειδούς συμβαίνει κάθε 1300 περίπου χρόνια. Όταν ο Άποφις διέλθει σε πολύ μικρή απόσταση από τη Γη, η βαρυτική έλξη της Γης θα κάμψει την τροχιά του αστεροειδούς (δες εικόνα), με αποτέλεσμα όταν επανέλθει σε κοντινή απόσταση με τη Γη το 2036, η πιθανότητα σύγκρουσης με τη Γη να ανέλθει σε 0,017%. Τον Οκτώβριο του 2009, με νεότερες μετρήσεις, η πιθανότητα έπεσε σε περίπου 4 προς 1.000.000. Οι συχνές προσεγγίσεις του αστεροειδούς με τη Γη ίσως συγχρονίσουν την τροχιά του με την τροχιά της Γης, αυξάνοντας την πιθανότητα μελλοντικής σύγκρουσής του με τη Γη. Για να συμβεί αυτό, θα πρέπει ο αστεροειδής να διέλθει από μία στενή περιοχή κοντά στη Γη [«βαρυτική κλειδαρότρυπα»], 600 μόλις μέτρων. Σύμφωνα με τη Μόνικα Γκρέιντι [Καθημερινή]: «Το ερώτημα είναι πότε και όχι εάν, ένα ουράνιο σώμα της γειτονιάς της Γης θα συγκρουστεί με τη Γη … ένα ουράνιο σώμα εύρους ενός χιλιομέτρου αναμένεται να συγκρούεται με τη Γη κάθε μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, ενώ ένα ουράνιο σώμα εύρους 6 χιλιομέτρων (με πιθανή ολική καταστροφή της Γης) αναμένεται να συγκρούεται με τη Γη κάθε εκατό εκατομμύρια χρόνια». Πάντως η ΝΑΣΑ έχει καταρτίσει το σχέδιο Spaceguard Survey με το οποίο προσδοκά να καταγράψει όλους τους επικίνδυνους αστεροειδείς και κομήτες. Η Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία [ESA, της οποίας μέλος είναι και η Ελλάδα (2005)], ετοιμάζει το πρόγραμμα Κιχώτης με το οποίο θα σταλούν δύο διαστημόπλοια σε έναν αστεροειδή, το ένα θα συγκρουστεί με τον αστεροειδή και το άλλο θα παρατηρήσει την αλλαγή στην τροχιά του. Γενικά όμως, η παγκόσμια κοινότητα φαίνεται ακόμη ανέτοιμη να αποτρέψει με σιγουριά πιθανές συγκρούσεις. Εάν ο Άποφις συγκρουστεί με τη Γη το 2036 θα εισέλθει στη γήινη ατμόσφαιρα με ταχύτητα 12,59 χλμ/δευτερόλεπτο και κινητική ενέργεια 870 μεγατόνων TNT. Η σύγκρουση θα ήταν 65.000 φορές ισχυρότερη από αυτή της βόμβας της Χιροσίμα και θα μπορούσε να καταστρέψει περιοχή 20-30 φορές μεγαλύτερη από την Ελλάδα.