Oak Grove Alabamas USAs - 30. novembril 1954 läbistas 3,86kilogrammine meteoriit maja katuse, purustas raadio ja tabas diivanil tukkuvat Ann Elizabeth Hodge'i, kes sai küll kõvasti muljuda, kuid jäi ellu.
Juancheng Hiinas - 15. veebruaril 1997 tabas meteoriit maja, läbistas katuse ja lõhkus pliidil seisnud supipoti.
New Orleans USAs - 23. septembril 2003 tabas meteoriit maja, lõhkus katuse ja antiikse laua, sai jagu kolmanda korruse põrandast, möödus napilt teise korruse klosetipotist, läbistas isegi alumise korruse põranda ja jäi kildudeks purunenuna pidama majaaluses pinnases.
Sääraseid juhtumeid on registreeritud palju rohkem, rääkimata siis neist, mis meile teadmata jäävad. Kaks kolmandikku maakera pinnast on meri ning ega kogu maismaagi pole nii tihedalt asustatud, et niisugused taevast langevad objektid alati kindlaks teha. Igal aastal langeb Maale hinnanguliste rehkenduste põhjal 37 000 kuni 78 000 tonni meteoriitset materjali. Tõsi, enamik sellest kosmilise tolmuna.
Küllap toodud näited veenavad, et taevas meie kohal pole ohutu. Tegelikult on asi palju tõsisem, kui saab järeldada nendest kurioossetest juhtumitest. Taevast võib alla sadada palju suuremaid objekte ja siis ei piirdu kahju sugugi üksnes lõhutud supipotiga. Näiteid pole vaja otsida kaugelt - neid leiab Eestistki. Kaali järv ja Ilumetsa kraatrid on selged tõendid langenud taevakehade purustusvõimest.
Kust see kraam ometi tuleb? Vastamiseks peame alustama kaugemalt.
Päikese sünd
Tänapäeva seisukohtade järgi tekkis Päikesesüsteem 4,6 miljardit aastat tagasi hiiglaslikust, mitme valgusaastase läbimõõduga molekulaarse vesiniku ja tolmu pilvest, kui see gravitatsioonijõu tõttu kokku kukkus. Võib-olla aitas sellele natuke kaasa ka mõne lähedase supernoova plahvatus, mis pilve aine koomale pressis, nii et kokkukukkumine sai alata. Kui pilve aine tihedus kasvas, siis liikumishulga momendi jäävuse kohaselt hakkas pilv aina kiiremini pöörlema ja muutus lamedaks. Pilve keskele tekkis 200 astronoomilise ühiku läbimõõduga protoplanetaarne ketas ning selle keskele omakorda tihe ning kuum prototäht. Kui temperatuur selle keskmes tõusis üle kümne miljoni kelvini, hakkasid seal toimuma termotuumareaktsioonid, milles vesiniku aatomi tuumad ühinesid heeliumi aatomi tuumadeks ja vabanes energia. Meie Päike oligi sündinud.
Päikesesüsteemi ülejäänud olulised taevakehad - planeedid - tekkisid sellestsamast protoplanetaarsest kettast. Aga mitte kogu ülejäänud kettamaterjal ei muutunud planeetideks. Praeguste teadmiste kohaselt koosneb Päikesesüsteem Päikesest, kaheksast planeedist ja viiest kääbusplaneedist, nende 173 satelliidist ehk kuust ning triljonitest väikekehadest, mille hulka kuuluvad asteroidid, Kuiperi vöö objektid, komeedid, meteoroidid ja planeetidevaheline tolm. Mõnevõrra hüpoteetiline Öpiku-Oorti pilv oma jäiste objektidega jääb Kuiperi vööst tuhat korda kaugemale.
Vaatame veidi lähemalt neid väikekehi, sest ohustada saavad meid ainult need. Aga enne tutvume veel Kuiperi vöö ning Öpiku-Oorti pilvega.
Kuiperi vöö
See on Päikesesüsteemi piirkond teisel pool Neptuuni orbiiti kuni ligikaudu 55 astronoomilise ühiku kauguseni Päikesest. Nagu asteroidide vöö taevakehad, nii koosnevad ka Kuiperi vöö taevakehad Päikesesüsteemi tekkimisel üle jäänud ainest, kuid mitte kivist ja metallist nagu asteroidid, vaid põhiliselt metaanist, ammooniumist ja vee jääst. Vöö on saanud nime selle avastaja, Hollandi-Ameerika astronoomi Gerard Kuiperi järgi. Tema oli ka see mees, kes 1951. aastal järeldas, et paljudel kääbustähtedel peaksid olema planeedid. Väide osutus tõeks, kui 1996. aastal avastati kaheksal tähel esimesed planeedid.
Praegu ollakse kindlad, et Kuiperi vöös on üle 70 000 objekti, mille läbimõõt on üle saja kilomeetri. Seal on ka kolm kääbusplaneeti - Pluuto, Haumea ja Makemake. Rehkendused näitavad, et ei Uraan ega Neptuun saanud moodustuda seal, kus nad praegu asuvad, sest selle koha peal lihtsalt polnud niipalju algset ainet. Ilmselt tekkisid need Päikesesüsteemi hilisema evolutsiooni käigus Jupiterile palju lähemal ja migreerisid hiljem kaugemale. Nii nihkus Neptuun algsesse Kuiperi vöösse, põhjustades seal kohutava gravitatsioonilise segaduse ja tekitades Kuiperi vöö kaugel äärealal nn Kuiperi hajusketta, kust arvatakse tulevat lühiperioodilised komeedid.
Siinkohal sobib rääkida ühest väitest, mis järeldub gravitatsiooniteooriast, kuid millele seaduse nimetust pole antud: planeedi kaaslase orbiit ning Päikese ümber tiirlevate lähedaste objektide orbiidid on stabiilsed siis ja ainult siis, kui nende tiirlemisperioodide suhe väljendub väikeste täisarvudena.
See ongi põhjus, miks Kuiperi vöö on jagatud mitmeks alaks, mille vahel taevakehi pole.
Öpiku-Oorti pilv
Öpiku-Oorti pilv on hüpoteetiline komeetidest koosnev sfääriline pilv umbes 50 000 astronoomilise ühiku kaugusel Päikesest. Arvatakse, et see koosneb sisemisest sfäärilisest osast ja välimisest kettast ning et selle moodustisega Päikesesüsteem ka lõpeb. Praegu teatakse selle sisemises osas üksnes nelja objekti. Neist üks - kääbusplaneedi nimele pretendeeriv Sedna - on pärisnime saanud inuitide merejumalanna järgi. Välimine osa on esialgu vaid hüpotees. Teadagi on Ernst Öpik meie maailmakuulus kaasmaalasest astronoom ja Jan Hendrik Oort sama tuntud Hollandi teadlane. Nende järgi ongi pilv nime saanud.
Miks Öpik ja Oort üldse arvasid, et niisugune pilv peaks kusagil väga-väga kaugel eksisteerima? Aga sellepärast, et komeetide orbiidid on pikas perspektiivis ebastabiilsed ning seetõttu oleks neil olnud kolm tulevikuväljavaadet - kas kukkuda Päikesesse, planeetidele või lahkuda igaveseks Päikesesüsteemist. Pealegi komeedid kuluvad Päikesest möödudes, sest päikesekiirguse mõjul nende aine aurustub ja kaob maailmaruumi. Seega oleksid komeedid pidanud 4,6 miljardi aastaga pildilt hoopis kadunud olema. Aga ei ole. Järelikult peab kusagil olema mingi reservuaar, kus need objektid säilivad otsekui külmkapis ning kust need hiidplaneetide või lähedaste tähtede raskusjõu mõjul aeg-ajalt välja võetakse ja Päikese poole lennutatakse. See on täiesti võimalik, sest suure kauguse tõttu on need objektid Päikesega väga nõrgalt seotud ja iga häiritus võib need teele saata.
Nagu öeldud, võib Öpiku-Oorti pilves olla mitu triljonit taevakeha, mille läbimõõt on suurem kui 1,3 kilomeetrit ja mis asuvad üksteisest keskmiselt kümnete miljonite kilomeetrite kaugusel. Kui lähtuda sellest, mida teame komeetide koostisest, koosnevad pilve objektid vee, etaani, metaani, vingu ja vesiniktsüaniidi jäädest, kuid pärast objekti 1996 PW avastamist, mis on rohkem asteroid kui komeet, sai selgeks, et Öpiku-Oorti pilve objektid võivad olla ka kivised.
Meteoorid ja meteoriidid
Jättes kõrvale lausa tolmu, kannavad kõige väiksemad väikekehad meteoroidide nime. Need võivad olla liivatera mõõdust kuni paraja rändrahnu suuruseni välja. Kui meteoroidi trajektoorile jääb Maa, siis tungides atmosfääri tihedamatesse kihtidesse hiiglasuure kiirusega 10-70 kilomeetrit sekundis, see keha kuumeneb ja hakkab helendama. Rahvasuu ütleb, et täht langes, ja paljud sosistavad salajasi soove, lootes langeva „tähe" abil nende täitumist. Tegu pole muidugi tähega, vaid hoopis meteooriga - atmosfääri tungides muutub meteoroid astronoomide käsitluse kohaselt meteooriks. On meteoor küllalt massiivne ja päris ära ei põle, saab see maha kukkunult jälle uue nime, muutudes meteoriidiks. Kui massiivsete meteoriitide langemisega kaasneb suurejooneline heli- ja valgusefektidega vaatemäng, siis nimetatakse neid meteoriite boliidideks. Boliid võib Maa atmosfääri väliskihte läbistades Maale üldse mitte langeda, vaid jätkata lendu mujal maailmaruumis.
Keemiliselt koostiselt jagunevad meteoriidid laias laastus kivi- ja raudmeteoriitideks, kusjuures viimaseid on vaid kuus protsenti meteoriitide koguhulgast. Suurim Maal avastatud meteoriit on umbes 80 000 aastat tagasi Namiibiasse kukkunud algselt 66tonnine Hoba meteoriit. Praegu on sellest järel vaid 60 tonni, sest kuus tonni on loodus ja inimesed n-ö kõrvaldanud. Sellest hoolimata on tegu ikkagi suurima looduslikult eksisteeriva rauakamakaga Maal.
Komeedid
Komeet on Päikesesüsteemi väikekeha, mis tiirleb ümber Päikese. Päikesele küllalt lähedal asuvale komeedile tekib päikesekiirguses soojenemise tõttu tuuma ümber kas nähtav udune atmosfäär või saba. Tuum ise on jääst, tolmust ja väiksematest kivitükkidest koosnev „räpane lumepall" läbimõõduga mõni kuni mõnikümmend kilomeetrit. Komeetide perioodid ulatuvad mõnest aastast mõne tuhande aastani, kusjuures need komeedid, mille periood on alla 200 aasta, pärinevad Kuiperi vöö hajuskettast ja pikema perioodiga komeedid Öpiku-Oorti pilvest.
Nagu öeldud, „kulub" komeet iga Päikesest möödumisega, sest soojenemine aurustab komeedi ainest ja see kaob maailmaruumi. Lõpuks jäävadki ümber Päikese tiirlema vaid komeedi jäänused. Ja kui Maa seda pilve läbib, jälgimegi „tähesadu", näiteks Perseiidide tähesadu igal aastal 9.-13. augustini. Seda vaatemängu põhjustavad Swifti-Tuttle'i komeedi jäänused.
Seisuga november 2008 on teada 3572 komeeti, kuid see arv muutub pidevalt. Kõige kuulsam neist on vahest Inglise astronoomi Edmond Halley 1682. aastal avastatud ja tema nime kandev komeet, mille tiirlemisperiood on 75-76 aastat (see võib ennekõike Jupiteri ja Saturni gravitatsioonilise mõju tõttu muutuda) ja mis viimati käis Päikesel külas 1986. aastal. Järgmine kord võib seda sündmust oodata 2061. aasta keskel.
Astronoomid vaidlesid kaua, kas komeetide tuumad koosnevad kosmilisest tolmust, mis Päikesele lähenedes ja kuumenedes vabastavad absorbeeritud gaasid, või on need mitmesugustest jäädest ja meteoriitsest materjalist tahked kehad, nagu arvas Ameerika astronoom Fred Whipple. Selgus saabus 1986. aastal, mil Euroopa kosmoselaev Giotto möödus Halley komeedi tuumast 596 kilomeetri kauguselt ja pildistas seda lahutusvõimega 100 meetrit piksli kohta. Vastuvaidlematult sai selgeks, et Whipple'il oli õigus. Kuid ega vaidlus veel lõppenud, sest nüüd hakati vaidlema selle üle, kas nn räpane jäätükk on kohev või purdmaterjalist kogum. Kohevust iseloomustaks väiksem tihedus kui mis tahes selle komponendi tihedus eraldi võetuna. Nüüd on komeetide tuumade lähedal käidud juba mitu korda, kuid asi pole ikka klaar.
2005. aasta 4. juulil saatis NASA massiivse mooduli vastu komeedi 9P/Tempel 1 tuuma, mis põhjustas võimsa tolmu ning gaasi väljapurske. Fotosid uurides selgus, et selle komeedi tuuma tihedus on 0,6 grammi kuupsentimeetri kohta, aga ei midagi enamat. Lõpliku selguse toob loodetavasti Rosetta-nimelise sondi lend 2014. aastal komeedi 67P/Churyumov-Gerasimenko juurde, mille käigus maandatakse tuumale maandumismoodul Philae kümne instrumendiga pardal.
Asteroidid
Asteroidid, mida teinekord koos komeetidega Päikesesüsteemi väikekehadeks kutsutakse, tiirlevad ümber Päikese ja on planeetidest väiksemad, kuid meteoroididest suuremad taevakehad. Komeedi ja asteroidi erinevus on ähmane ja seisneb peaasjalikult selles, et komeedil on udune atmosfäär või lausa saba ja komeet tiirleb enamasti väga väljavenitatud orbiidil. Viimased uuringud pigem näitavad, et ega nende kehade vahel teravat piiri polegi.
Esimese asteroidi avastas itaallane Giuseppe Piazzi 19. sajandi esimesel päeval ja see sai nimeks Ceres. Tänaseks on Ceresele pandud lausa kääbusplaneedi pagunid. Kuni 1. juunini 2007 oli avastatud 376 537 asteroidi, millest numbri on saanud 159 366.
Põhiliselt paiknevad asteroidid Marsi ja Jupiteri orbiitide vahel, kuhu arvatavasti oleks tekkinud planeet, kui kiiresti massiivseks kasvanud Jupiter poleks seda takistanud. Nii jäi planeet tekkimata.
Asteroidide peavöös paiknevad kehad Maad ei ohusta, kuid lisaks neile on veel nn Maa-lähedasi asteroide. Kolm niisugust kõige tähtsamat asteroidide rühma on Apollod, Amorid ja Ateenid. Eriti ohtlikud on Ateenid ja Apollod, mille orbiit võib Maa orbiidiga lõikuda.
Arvatakse, et asteroidid läbimõõduga 5-10 meetrit põrkuvad Maaga kord aastas, vabastades energia, mis võrdub Hiroshima pommi energiaga. Need plahvatavad kõrgel atmosfääris ja praktiliselt kogu nende aine aurustub. Asteroide, mille läbimõõt on 50 meetri piires, langeb Maale kord tuhande aasta jooksul, põhjustades suurte purustustega Tunguusi meteoriidi tüüpi plahvatuse, nagu see juhtus 1908. aasta suvel Siberis. Asteroide diameetriga üks kilomeeter langeb Maale paar korda miljoni aasta jooksul. Niisugusel juhul vabanev energia põhjustab juba globaalse katastroofi. Viiekilomeetrise läbimõõduga asteroid võib Maad tabada kord kümne miljoni aasta vältel ja see oleks päris kindlasti tsivilisatsiooni ärakell.
Niisuguste põrgete mõju hindamiseks on koostatud nn Torino skaala, mis ulatub nullist kümneni - nulli puhul ohtu pole, aga kümme tähendab globaalset katastroofi.
Tõsine asi: Apophis
2004. aasta jõulude ajal said Maa-lähedaste kehade uurijad teada, et Roy Tucker Arizonas asuvast Goodricke Pigotti eraobservatooriumist ning David Tholen ja Fabrizio Bernardi Hawaii ülikoolist on avastanud asteroidi 2004 MN4, mis võib tabada Maad reedel, 13. aprillil (!) 2029 ja selle sündmuse tõenäosus on 1/200 (Torino skaalal 2). Põrkel vabaneva energia hulk oleks tuhanded megatonnid TNT (trinitrotrotüleen) vääringus.
Suhteliselt väikeste (ja kaugete) asteroidide läbimõõtu otse määrata ei saa, seepärast kasutavad astronoomid iga võimalust, et määrata asteroidi albeedo ehk peegeldusvõime. Selle kaudu saab hinnata ka asteroidi mõõtmeid. Ähvardava asteroidi läbimõõduks saadi vahemik 200 meetrist 1,5 kilomeetrini. Kohe alustati asteroidi massilisi vaatlusi, et täpsustada selle trajektoori, ning 27. detsembriks 2004 oli kokkupõrke tõenäosus kasvanud 1/37ni (Torino skaalal 4). Asi muutus väga tõsiseks.
Õnneks leiti vanadelt fotodelt seesama asteroid ja uued rehkendused näitasid, et asteroid siiski möödub Maast umbes viie Maa läbimõõdu kauguselt. Vaatlused infrapunaspektriosas kinnitasid samuti, et asteroidi koostis on nagu tavalisel kivimeteoriidil, mis lubab kaunis täpselt hinnata asteroidi läbimõõtu - 320 meetrit. Selleks ajaks oli asteroid saanud pärisnime Apophis, Vana-Egiptuse hävitusjumala Apepi (kr Aphopis) järgi.
2005. aasta jaanuaris tegid vaatlejad Arecibo raadioteleskoobil kindlaks, et Apophis möödub Maast siiski kaks korda lähemalt, seega juba seespool geosünkroonsete satelliitide orbiite.
Mida siis näeksime 13. aprilli 2029? Umbes tund enne päikeseloojangut liiguks väga aeglaselt üle Lääne-Euroopa ja Põhja-Aafrika taeva objekt, mida ka palja silmaga selgesti näha (näiv heledus 3 tähesuurust). Loodetavasti ei näe me siis midagi rohkemat ...
Kuid me pole veel pääsenud, sest Maa raskusväli painutab asteroidi trajektoori 28 kraadi, mille tulemusena Apophise tiirlemisperiood ümber Päikese pikeneb. Kui Apophis läbib 2029. aasta möödalennul teatud kindla 610 meetri laiuse ruumiosa, nn lukuaugu, siis on asteroid täpselt seitse aastat hiljem samas kohas. Aga seal on siis ka Maa.
Õnneks täpsustati 2006. aastal Apophise orbiiti Arecibo raadioteleskoobi abil ning praegu on Maa ja Apophise põrkumise tõenäosus 2036. aastal vaid 1/48 000. Kindlalt saab midagi väita siiski alles 2010. aastal, kui Apophis möödub Maa lähedalt ja me saame seda vaadelda nii optiliste kui raadioteleskoopidega. Et olla Apophise orbiidis täiesti kindel, kavatseb NASA saata 2013. aastal asteroidi „pardale" raadiomajaka, mis saadaks kindlate ajavahemike tagant signaali, mille raadioteleskoobid kinni püüavad ning mille abil asteroidi täpse asukoha määravad.
Mida aga teha, kui Apophis 2029. aastal lukuaugust siiski läbi läheb? Kui midagi ette ei võeta, siis Apophis ja Maa 2036. aastal tõepoolest kohtuvad ning üsnagi „soojalt". Selge on see, et Apophise orbiiti tuleks muuta ja seda nõnda, et asteroid Maast mööda lendaks, kusjuures parem veel nii, et see enam kunagi Maa lähedalegi ei satuks. Ent kuidas? Saadame Apophise lähedale suure täispuhutava peegli, mis päikesekiirguse rõhu abil Apophist eemale kallutab? Või võimsa laseri, mis kõrvetab asteroidi pinda, nii et väljapaiskuvad gaasid tasakesi reaktiivjõudu osutavad? Põrutame Apophise pihta midagi rasket, mis selle meist eemale peletab ja võib-olla isegi purustab? Paigutame asteroidi külge reaktiivmootorid, mis selle meist eemale suruvad? Äkki laseme asteroidi võimsa tuumapommiga pilbasteks? Hävitustöö häda on selles, et kui asteroid isegi puruneb, mis pole kindel, sest kui on tegu urbse ainesega, neeldub plahvatusenergia õõnsustes ja asteroid võib terveks jääda, siis saame palju tükke, mis ikka meie pihta võivad tulla. Pommi puhul on need tükid ka veel radioaktiivsed!
NASA astronaudid Edward Lu ja Stanley Love on pakkunud idee, mille sisu on asteroidi ohtlikult trajektoorilt eemale vedamine, kusjuures köieks on raskusjõud. Kosmoselaev pargitakse asteroidi lähedasele orbiidile, nii et gravitatsiooniline tõmbetung oleks nende vahel küllalt tugev. Sellele vastu töötavad laeva tuuma- või päikeseenergiat kasutavad ioonmootorid niikaua kui tarvis, et asteroidi uuele trajektoorile vedada. Kui suudaksime säärase laeva kohale viia enne 2029. aastat, aitaks ainult mõnesajast meetrist, et asteroidi lukuaugust eemale vedada. Niisugusel meetodil on teiste võimaluste ees suur eelis: ei pea teadma, missugused on asteroidi pinna omadused või siseehitus või kui kiiresti see pöörleb, raskusjõud töötab ikka.
Kas neist võiks ka kasu olla?
Kummaline, et meid praegu ohustavad taevakehad panid võib-olla üleüldse aluse elule maakeral 3,8 miljardit aastat tagasi, tuues siia vett ja süsivesinikke. Nii et oleme neile kõvasti võlgu.
Ülaltoodud väide jääb kahtluste piirimaale, aga selge on see, et Päikesesüsteemi minevikku saame nende kehade abil kindlasti uurida. Külmas planeetidevahelises ruumis tiireldes on need säilitanud sellest tekkimise ajast palju omadusi.
Kui kavatseme kosmost tõsiselt hõlvata, siis vedada materjale millegi ehitamiseks kuhugi kaugele on äärmiselt kulukas. Kasutame parem ära selle, mis seal juba kohal on. Eriti huvitavad on väga puhas raud ja nikkel, aga ka koobalt, plaatina, gallium, germaanium ja kuld. Seda kraami pidavat olema asteroidides iga Maa inimese kohta 100 miljardi USA dollari väärtuses. Samuti on oluline tavaline vesi, mida eriti palju leidub komeetide tuumades. Ja kui neilt ka süsivesinikke leiame, siis on asteroidid lausa planeetidevaheliste lendude kütusetanklad.
Niisiis on Maa-lähedased objektid küll ohtlikud, ent kui oleme targad, siis ei jaga me dinosauruste saatust, vaid lõikame neist taevakehadest hoopis kasu.
TÕNU VIIK (1939) on lõpetanud Tallinna Reaalkooli ja astronoomina Tartu Ülikooli. Aastail 1985-1999 juhtis direktorina Tartu Observatooriumi, praegu on samas vanemteadur ja ühtlasi Eesti Looduseuurijate Seltsi president. Astronoomiadoktor. Rahvusvahelise Astronoomialiidu (International Astronomical Union, IAU) liige. Põhiline uurimissuund on olnud kiirguslevi probleemide lahendamine. Avaldanud ligi sada populaarteaduslikku kirjutist.
