meteoriitit

Tähtitieteilijä Phil Plait kertoo Slate-lehden kolumnissaan tästä tapauksessa, joka tuli tutkijoiden korviin vasta jälkikäteen ja karsittuna.

Vähäisten saatavilla olevien tietojen mukaan räjähdyksen voima vastasi 12 000 TNT-tonnia. Se oli siten suurin tiedossa oleva kosminen törmäys sitten helmikuussa 2013 Tšeljabinskin yllä tapahtuneen räjähdyksen, joka tosin oli arvioiden mukaan 40 kertaa voimakkaampi kuin tämä tapaus. Silti näky olisi ollut huima, jos joku olisi ollut sitä paikan päällä katsomassa. 

Nyt saatavilla olevan tiedon perusteella Atlantin päälle osunut kappale oli kooltaan "vain" 5–7 metriä, kun Tšeljabinskin törmääjä oli noin 19 metriä.

Sotilaslähteet eivät paljasta, miten he ovat tarkalleen tiedon törmäyksestä saaneet ja mitä kaikkea informaatiota siitä heillä on, mutta on tiedossa, että suurvallat tarkkailevat kaikenlaisia ilmakehässä tapahtuvia räjähdyksiä satelliiteilla, seismometreillä ja jopa tarkoilla mikrofoneilla, jotka kuulostelevat ympäri maapallon kantautuvia paineaaltoja.

Näillä menetelmillä voidaan havaita yhtä lailla ydinräjäytyksiä kuin luontaisia tapahtumia, kuten meteoroidien iskeytymisiä maapalloon. Parikymmenmetrisen kivenmurikan osuminen ilmakehään saa aikaan tyypillisesti räjähdyksen, joka vastaa ydinpommia.

Tilastollisesti tapaus ei ole erityisen ihmeellinen, sillä Maahan osuu koko ajan planeettainvälisestä avaruudesta tulevia kappaleita. Näitä listataan muun muassa NASAn tulipallo- ja bolidiseurantasivulla, missä tätä kirjoitettaessa kyseessä oleva Atlantin päällä hajonnut kappale on toisena.

Näin kookkaita törmääjiä on keskimäärin pari kertaa vuodessa, ja jos ne osuvat asuttujen alueiden päälle, tuloksena on näyttävä taivaanilmiö sekä kenties heliseviä ikkunoita. Jos hyvin käy, pinnalle saakka putoaa pieniä kappaleita.

Joka päivä maapallolle tulee satakunta tonnia ainetta avaruudesta, tosin yleensä pienenpieninä hitusina, jotka saavat aikaan vain kauniita tähdenlentoja, kun ilmakehän kitkakuumennus polttaa ne poroksi noin sadan kilometrin korkeudessa.

Suuremmat kappaleet selviävät hieman syvemmälle. Niiden pinta kuumenee ja ne hohtavat kirkkaina alaspäin pudotessaan, kunnes ilmanvastuksen aikaansaama paine rikkoo ne. Tuloksena on räjähdys, joka saa aikaan meteoroidin hajoamisen, ja sen jälkeen osat saattavat räjähdellä erikseen.

Alla on arvioitu putoamispaikka kartalla.

Otsikkokuvassa EI ole kyseessä oleva Atlantin tulipallo, vaan leonidien tähdenlentoparveen kuulunut bolidi vuodelta 2009 Ed Sweedeyn kuvaamana.

Yleisimmät maanpinnalle päätyvät avaruuden kivet eli meteoriitit ovat niin sanottuja H-kondriitteja. Niiden rakenne on kokkareinen, sillä niiden kiviaineessa on pieniä jyväsiä eli kondruuleja. H-etuliite tulee siitä, että kivessä on runsaasti rautaa.

Vuosikymmenten ajan tutkijat ovat yrittäneet selvittää, mistä H-kondriitit ovat peräisin. Avaruudessa vaeltavat kivenkappaleet eli meteoroidit ovat pirstaleita, jotka ovat syntyneet asteroidien törmäyksissä tai pienempien kappaleiden osuessa asteroideihin. 

H-kondriittien alkukotina on perinteisesti pidetty asteroidia nimeltä Hebe. Se löydettiin vuonna 1847 ja oli kuudes tunnettu asteroidi. Hebellä on läpimittaa 185 kilometriä eli se on varsin kookas, ja se kiertää Aurinkoa Marsin ja Jupiterin ratojen välissä sijaitsevan asteroidivyöhykkeen sisälaidalla.

Tuore tutkimus viittaa kuitenkin toisaalle. Tähtitieteilijät tekivät Havaijilla sijaitsevalla NASAn IRTF-infrapunakaukoputkella (Infrared Telescope Facility) havaintoja asteroidista, jonka luettelonimi on 2007 PA8. Se ohitti Maan marraskuussa 2012 vain noin 6,5 miljoonan kilometrin etäisyydeltä, joten tutkijat pääsivät selvittämään sen pinnan mineraalikoostumusta.

Havaintojen mukaan vajaan kahden kilometrin läpimittainen asteroidi muistuttaa koostumukseltaan läheisesti H-kondriitteja. Siten meteoriitit ovat peräisin asteroidista 2007 PA8 tai suuremmasta asteroidista, josta se on aikoinaan törmäyksen seurauksena irronnut.

2007 PA8 kuuluu lähiasteroideihin eli se kulkee aika ajoin melko läheltä Maata. Alkujaan se on kuitenkin lähtöisin asteroidivyöhykkeen ulko-osista. Loka–marraskuussa 2012 siitä tehtiin myös tutkahavaintoja, joiden perusteella se osoittautui muodoltaan epäsäännölliseksi kappaleeksi.

"Havaintomme, jonka mukaan tällaisella radalla kiertävän lähiasteroidin koostumus on samanlainen kuin H-kondriittien, viittaa siihen, että osa meteoriiteista ei ehkä olekaan lähtöisin Hebestä eivätkä ne ole peräisin asteroidivyöhykkeen sisälaidalta”, arvelee tutkimusryhmää johtanut Juan Sanchez.

"Samalla pystyimme yhdistämään H-kondriitit tiettyihin asteroidivyöhykkeen ulkolaidoilla kiertäviin asteroidiperheisiin. Tutkimuksemme mukaan 2007 PA8 on todennäköisesti peräisin Koronis-perheestä, joka saattaa olla myös joidenkin H-kondriittien alkukoti", Sanchez toteaa.

Koronis-perheeseen kuuluu esimerkiksi 60 kilometrin mittainen pitkulainen Ida-asteroidi, jota Jupiteria kohti matkannut Galileo-luotain tutki elokuussa 1993. Idalta löytyi pieni kuu, jolle annettiin nimeksi Dactyl.

Tutkimuksesta kerrottiin Planetary Science Instituten uutissivuilla ja se on julkaistu Astrophysical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/JPL-Caltech

Maahan syöksyvissä meteoriiteissa on todettu olevan monien muiden alkuaineiden ja yhdisteiden ohella berylliumin isotooppia, jota niissä ei pitäisi olla. Tai ei sitä enää olekaan, sillä beryllium-10 hajoaa nopeasti muiksi alkuaineiksi.

Näistä hajoamistuotteista on kuitenkin voitu päätellä, että meteoriittien kiviaineksen tiivistyessä kauan sitten berylliumia on ollut tarjolla. Ongelmana on se, että isotooppia ei synny tähtien sisuksissa myllertävissä fuusioreaktioissa eikä myöskään supernovien tulipätseissä.

Beryllium-10 vaatii syntyäkseen hyvin energisten hiukkasten törmäyksiä esimerkiksi happiatomien kanssa. Voisiko sen muinainen esiintyminen kertoa jotakin Auringon nuoruudesta? Infrapuna-alueella toimineen Herschel-avaruusteleskoopin projektitutkijan Göran Pilbrattin mukaan voi: "Tekemällä Herschelillä havaintoja tähtien syntyalueista olemme saaneet tietoa paitsi kaukaisista kohteista myös viitteitä oman Aurinkokuntamme menneisyydestä."

Auringonkaltaisten tähtien varhaisissa kehitysvaiheissa niistä puhaltava tähtituuli on hyvin voimakas ja voi selittää myös berylliumin esiintymisen. Todisteet ovat epäsuoria, mutta varsin vankkoja. Orionin tähdistön suunnassa sijaitsevalla tähtien syntyalueella OMC2 FIR4 on havaittu hiilen, hapen ja typen runsauksissa outo epäsuhta: siellä on liikaa typpeä.

Tähtienvälisten pilvien yleisin alkuaine on vety, joka ionisoituu helposti kosmisen säteilyn pommituksessa. Vetyionit eli protonit voivat muodostaa muiden atomien kanssa raskaampia alkuaineita, kuten happea, hiiltä ja typpeä. Niiden määrät ovat vähäisiä, mutta silti havaittavia.

Yleensä typpi hajoaa nopeasti, jolloin hiilen ja hapen määrä kasvaa siihen verrattuna. Havaittu typen ylimäärä voisi selittyä sillä, että osa hapesta ja hiilestä "jäätyy" pilven pölyhiukkasten pinnalle, jolloin niitä ei voi havaita. Tässä tapauksessa pilven lämpötila on kuitenkin niin korkea, ainoastaan 200 astetta pakkasen puolella, että jäätymistä ei voi tapahtua.

Tutkimusta johtaneen Cecilia Ceccarellin mukaan selitys on tyystin toinen: "Todennäköisin syy on hyvin energisistä hiukkasista koostuva tähtituuli, joka puhaltaa pilven sisällä syntyvistä tähdistä. Voimakas tähtituuli hajottaa typen lisäksi myös hiiltä ja happea, jolloin niiden runsaudet pysyvät lähempänä toisiaan."

Tutkijoiden mukaan samanlainen voimakas tähtituuli voisi selittää myös beryllium-10-isotoopin esiintymisen Aurinkokunnassa sen syntyvaiheissa. Auringollakin on siis ollut hurja nuoruus.