Jak astronomové hledají zabijáka dinosaurů

…aneb Pomocí teleskopů za rodokmenem vražedné planetky

Představa o drastickém účinku dopadu asteroidu Chicxulub před 66 miliony let. Dosud nevíme, odkud přesně pocházel, ani jak velkou cestu k naší planetě musel urazit. Jisté je, že své putování zakončil jižně od pobřeží tehdejší Laramidie. Kredit: John E. Kaufmann

Když otec a syn Alvarezové spolu se svými kolegy z Univerzity v Berkeley roku 1980 publikovali slavnou studii o dopadu obřího asteroidu, který měl vyhubit (nebo přinejmenším spolupůsobit) při vyhynutí neptačích dinosaurů na konci křídy, spustili tím mimo jiné i lavinu nevole a prudkých reakcí ze strany některých paleontologů. Ti je častovali velmi nevybíravými invektivami, v některých případech jdoucími až za hranici slušnosti (například „astronomové by měli přenechat věštění astrologům“). Tradicionalisté totiž nenesli dobře myšlenku, že se do jejich oboru míchají vetřelci z úplně jiného vědního odvětví, jiní zase pochybovali o tom, že na vině může být jakási pofidérní mimozemská příčina. Buď jak buď, autoři studie nejprve u většiny paleontologů narazili (u astronomů však byla situace zcela opačná), postupně si ale teorie o dopadu našla stále vlivnější zastánce a po oznámení objevu impaktního kráteru v Mexiku i mnoha dalších dokladů (šokové minerály, iridiová vrstva na mnoha místech světa, dopadové tektity a gravitační anomálie apod.) již není příliš o čem pochybovat. Astronomové přitom pomáhají i dnes, a to s odhalením velké záhady, kterou na první pohled zdánlivě nemůžeme nikdy rozlousknout – totiž odkud pocházel „zabiják dinosaurů“, kdy, kde a jak vznikl a proč si to namířil právě k naší planetě? Měl nebo dosud má nějaké sourozence? Mohou do budoucna i oni ohrozit život na naší planetě? Definitivní odpovědi na tyto zajímavé otázky zatím neznáme, ale mnohé už jsme odhalili. Podívejme se na současný stav vědomostí.

Čtyřminutová expozice asteroidu 298 Baptistina 24-palcovým dalekohledem. Při jasnosti patnácté magnitudy není objekt ani zdaleka pozorovatelný pouhým okem. Až do roku 2010 byl tento objekt považován za možný pozůstatek tělesa, z nějž vzešel i asteroid Chicxulub. Dnes již víme, že jím s největší pravděpodobností není. Kredit: Kevin Heider, Wikipedie

Jakmile se v 80. letech potvrdilo, že na konci křídy k mohutnému impaktu skutečně došlo, nezpozorněli jen paleontologové a geologové, nýbrž i astronomové, kteří – jak už bylo uvedeno – obecně přistupovali k mimozemské variantě příčin vyhynutí v geologické historii mnohem přívětivěji. Bylo jasné, že zhruba desetikilometrový kamenný meteorit, o kterém mluvil Alvarezův tým, musel přiletět odkudsi z vesmírného okolí, nejspíše pak z oblasti zvané hlavní pás planetek (asteroidů). Tento spíše pomyslný pás mezi planetami Marsem a Jupiterem se nachází v průměrné vzdálenosti 2 až 4 astronomických jednotek (přibližně 300 až 600 milionů kilometrů) od Slunce a obsahuje ohromné množství asteroidů – jakýchsi zmrzlých skal, které zbyly z období formování sluneční soustavy před 4,56 miliardy let. Ačkoliv zde již předpokládáme řádově miliony těles s velikostí od jednoho kilometru výše (a přes dvě stovky těles o průměru nad 100 km), celková hmotnost všech by dosahovala jen pouhých 4 % hmotnosti našeho odvěkého souputníka Měsíce. To ale samozřejmě neznamená, že to nejsou tělesa potenciálně nebezpečná – na celosvětovou katastrofu by bohatě postačil „prcek“ o průměru kolem 2-3 kilometrů, který by se se Zemí srazil rychlostí kolem 20 km/s. Pozornost astronomů se tedy obrátila zejména tímto směrem. Zanedlouho byl objeven dopadový kráter po oné osudové srážce, možný původce impaktoru Chicxulub však ještě dlouho unikal zvídavým objektivům pozemských teleskopů. Ne že by jej nešlo objevit a pozorovat – nebylo však o co se při hledání opřít.

A toto je osmiminutová expozice objektu P/2010 A2, zvláštní komety či asteroidu v hlavním pásu planetek. Je součástí rodiny asteroidů Flora, která je nejpravděpodobnějším zdrojem impaktoru z konce křídy. Kredit: Kevin Heider, Wikipedie

Velký průlom v této problematice tak udělala až trojice vědců, z nichž hned dva mají český původ. V roce 2007 totiž přišli David Vokrouhlický, David Nesvorný a jejich kolega a vedoucí výzkumu William F. Bottke (* 1966), odborník na planetologii a asteroidy, se studií o možném původu impaktoru. Článek se objevil v září tohoto roku v periodiku Nature a vyvolal zaslouženou pozornost. Bottke s kolegy vytvořili model impaktního rozpadu velkého tělesa v hlavním pásu s názvem Baptistina, které mělo původně rozměr asi 170 kilometrů. Zhruba před 160 miliony let (+- 30 m. l.) však došlo k mohutné srážce, při které se roztříštěné těleso zmenšilo, a vytvořené úlomky byly postupně vysílány do vnitřních částí sluneční soustavy, kde se po dlouhé době srážely s některými planetami a jejich měsíci (vlastně spíše jen naším Měsícem). Fragmenty o velikosti až kolem 10 kilometrů se dynamickými procesy postupně dostaly na kolizní dráhu s planetami a mohly dopadat v podobě katastrofických srážek, které byly schopny vyvolat na Zemi hromadná vymírání. Dle Bottkeho týmu je pravděpodobnost, že právě z tohoto zdroje pochází impaktor Chicxulub, větší než 90 %. Vysvětluje tím také anomálii ve statistickém záznamu potvrzených dopadů v průběhu posledních 3 miliard let, kdy můžeme paradoxně pozorovat jistý nárůst v poslední zhruba stovce milionů let. Viník byl tedy usvědčen – měl jím být zbytek původního tělesa pod označením 298 Baptistina, asi 13 až 30 km velký uhlíkatý chondrit, objevený již roku 1890. Slunce oběhne jednou za téměř 3,5 roku a patří k již zmíněné rodině asteroidůBaptistina, jejímž druhým největším členem je „pouze“ desetikilometrový objekt1696 Nurmela.

Zvětšený snímek P/2010 A2, pořízený Hubbleovým vesmírným teleskopem. Tento hybridní objekt o průměru kolem 200 metrů zřejmě prošel nedávnou prudkou srážkou s jiným asteroidem. Kredit: NASA, ESA a D. Jewitt, Wikipedie

Vše perfektně sedělo, dokonce i chemický rozbor mikroskopických sedimentů v místě dopadu tomu nasvědčoval – relativně velké množství uhlíku by totiž potvrzovalo původce jako poměrně vzácný meteorit typu uhlíkatého chondritu, kterým Baptistina skutečně je. Bottke odhadl, že kráter Chicxulub vytvořil úlomek, který vznikl o sto milionů let dříve srážkou 170 km tělesa s asi 60 km menším asteroidem. Vše se zdálo být jasné a pravděpodobný původce identifikován. A pak – řečeno slovy klasika vědy – krásnou teorii zcela zničil jediným tahem ošklivý fakt. V tomto případě jím byl výzkum infračerveného kosmického teleskopu WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), který byl na oběžnou dráhu kolem Země vypuštěn v prosinci roku 2009. O dva roky později byla analyzována data z tohoto výkonného dalekohledu (včetně podrobného pohledu na 1056 členů rodiny Baptistina) a ta mimo jiné prokázala, že k rozpadu mateřského tělesa muselo dojít mnohem později, dokonce o celou polovinu později. Masivní srážka se tedy odehrála spíše jen před 80 miliony let než 160, a to je pro asteroid Chicxulub příliš málo. Za pouhých zhruba 15 milionů let by se nemohl dostat na potřebnou kolizní dráhu a se Zemí se srazit. K dosažení tzv. Kirkwoodovy mezery či jiného bodu vzniklého rezonančním vlivem Jupiteru, kdy může být gravitačním působením obří planety vyslán do vnitřních částí sluneční soustavy, by potřeboval mnohem delší časový úsek. Z nadějného pokroku jsme se tak opět ocitli v nulovém bodě. Přesto se ale objevil další vážný kandidát, jehož možná účast v události K-T zatím nebyla vyvrácena. A jde o zástupce úplně jiné rodiny asteroidů.

Již 6. ledna roku 2010 byl astronomy v rámci programu na výzkum a objevování blízkozemních objektů LINEAR objeven pozoruhodný hybrid mezi kometou a planetkou, který nese označení P/2010 A2. Jeho rozměry jsou odhadovány asi na 140 – 220 metrů a oběžná doba činí opět necelých 3,5 roku. Protože se zpočátku zdálo, že jde o kometu, dostal objekt také kometární označení. Hubbleův vesmírný dalekohled ale brzy ukázal, že onen domnělý kometární „ohon“ je ve skutečnosti pásem uvolněného materiálu (prachové částice a kusy kamene), které jsou výsledkem velmi nedávné srážky tohoto a nějakého jiného asteroidu v hlavním pásu. Jednalo se tehdy dokonce o první pozorování tohoto typu impaktu menšího tělesa. Zajímavé je, že jádro bylo pozorováno mimo vlastní oblak prachu, což je u komet nanejvýš neobvyklé. O klasickou kometu se tedy rozhodně nejedná, ale o to nám zde nejde. P/2010 A2 je každopádně členem rodiny asteroidů Flora, které zřejmě vznikly jakýmsi ohromným impaktem před více než sto miliony let. Největším zástupcem skupiny je planetka 8 Flora s rozměry zhruba 140 x 140 x 120 km. Ačkoliv ani v tomto případě nemáme jistotu, je pravděpodobné, že fragmenty z jakési velké dávné kolize vytvořily nejen zmíněnou rodinu asteroidů Flora, ale dost možná i impaktor, který se o desítky milionů let později stal jedním z osudných faktorů pro panování neptačích dinosaurů nad suchozemskými ekosystémy. Až budoucnost ukáže, zda bude tentokrát podezření potvrzeno nebo půjde opět o astronomický krok vedle…