Otwórz schowek Brak ulubionych odcinków
Komety – skąd przychodzą i dokąd zmierzają kosmiczni wędrowcy? [E134]

Komety – skąd przychodzą i dokąd zmierzają kosmiczni wędrowcy? [E134]

Epizod: E134
Pobierz Dodaj do ulubionych

Udostępnij odcinek

Epizod: E134
Pobierz Dodaj do ulubionych

Udostępnij odcinek

Dodaj do ulubionych
Pobierz odcinek

Udostępnij odcinek

Gość odcinka

dr Michał Drahus

dr Michał Drahus

Pracownik Obserwatorium Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika przy Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Zainteresowania naukowe: komety i inne małe obiekty w Układzie Słonecznym, nowoczesne narzędzia obserwacyjne w astronomii.

Historia dr. Michała Drahusa jest jak z bajki o naukowcu: z zachwytu nad naturą rodzi się jej badacz.  – Byłem w szkole podstawowej, kiedy na niebie zagościła wspaniała kometa Hyakutake. Była widoczna z łatwością gołym okiem, miała ogromny warkocz. Widok zapierający dech w piersi. A już rok później przyleciała ogromna kometa Kale’a-Boppa. Dla mnie jeszcze piękniejsza, ponieważ miałem okazję obserwować ją ze szczytu Łomnicy w słowackich Tatrach. Ten widok został ze mną na całe życie – opowiada dr Drahus, dziś badacz komet pracujący w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Jagiellońskiego. Rozmawiamy w bibliotece Obserwatorium, gdzie – zupełnym przypadkiem – znalazłam stary numer „Uranii” donoszącej o pierwszej komecie odkrytej przez Polaka. Była to kometa Orkisza z 1925 roku.

Współcześnie, komety możemy obserwować nie tylko z Ziemi. W dniu nagrywania naszego podcastu ogłoszono, że dr Drahus otrzymał grant Europejskiej Rady ds. Badań (ERC) Consolidator. – W ramach tego grantu będziemy chcieli zbudować czy raczej zakupić satelitę specjalnie do badań małych ciał w Układzie Słonecznym – wyjaśnia astronom. Mówimy więc o własnej misji kosmicznej Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Oumuamua to UFO?

Jest co badać, bo obiekty, które trafiają do Układu Słonecznego potrafią zaskoczyć. Jak słynny, tajemniczy do tej pory obiekt „Oumuamua”, który w 2017 wpędził w konfuzję naukowców zachowując się zupełnie inaczej niż taki obiekt zachowywać się powinien. Np. nie miał warkocza mimo przelecenia blisko Słońca. Czy zatem był kometą? Statkiem kosmitów? – Nie wiem – odpowiada dr Drahus, całkiem na serio.

Dr Michał Drahus, tuż po nagraniiu

W odcinku zastanawiamy się też czy komety mogą być roznosicielkami życia po Wszechświecie, astronom wyjaśnia skąd biorą się ekstremalne orbity komet oraz zdradza, jak gęsta (a raczej rzadka) jest materia w komecim warkoczu.

Na okładce kometa Hale’a-Boppa. Zdjęcie wykonali E. Kolmhofer i H. Raab z Obserwatorium Jana Keplera w Linzu, w Austrii.

PEŁNA TRANSKRYPCJA

Karolina Głowacka: Doktor Michał Drahus, astronom, specjalista w dziedzinie drobnych ciał Układu Słonecznego z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego znalazł czas dla Radia Naukowego. Dzień dobry.

Michał Drahus: Dzień dobry.

K.G.: Siedzimy sobie w bibliotece Obserwatorium Astronomicznego UJ, gdzie – rzadko się to zdarza – to ja na pana chwilę czekałam, ale pan się spóźnił dosłownie trzy minuty. Mówię o tym dlatego, że prawie zawsze ja się spóźniam. Ale chyba zacznę częściej przyjeżdżać wcześniej dlatego, że pomyszkowałam tutaj u was w bibliotece i znalazłam stare wydania „Uranii”, czyli czasopisma fanów astronomii – macie tutaj od początku wszystkie numery. I jest numer z 1925 roku, w którym mamy opowieść o pierwszej polskiej komecie. Panie doktorze, kto odkrył pierwszą polską kometę?

M.D.: Lucjan Orkisz. Znamy tę historię w Krakowie.

K.G.: Nad ranem 3 kwietnia na stacji astronomicznej Narodowego Instytutu Astronomicznego na szczycie Łysiny dokonał odkrycia nowej komety pan Lucjan Orkisz – absolwent krakowskiego obserwatorium i członek Towarzystwa Miłośników Astronomii. Jasność komety pan Orkisz ocenił na wielkość osiem. I tak dalej, i tak dalej, tam są potem szczegóły. I autor tej notatki – Eugeniusz Rybka zauważa: „Na zakończenie tej notatki podkreślić muszę, że odkryta przez pana Orkisza kometa jest w ogóle pierwszą wykrytą w Polsce przez polskiego astronoma. Wyrażamy nadzieję, że odkrycie to może zapoczątkuje nową, lepszą erę w upośledzonej dotąd astronomii polskiej”. No tego nie możemy powiedzieć, na szczęście, o współczesnej astronomii polskiej, bo ona kwitnie, również, jeśli chodzi o kwestię badania komet. Pan pamięta swój pierwszy zachwyt nad kometami?

M.D.: Tak, byłem wtedy w szkole podstawowej, kiedy na niebie zagościła wspaniała kometa Hyakutake. Była widoczna z łatwością gołym okiem, miała ogromny warkocz. Był to widok zapierający dech w piersi. A już rok później przyleciała ogromna kometa Kale’a-Boppa. Dla mnie jeszcze piękniejsza, ponieważ miałem okazję obserwować ją ze szczytu Łomnicy w słowackich Tatrach. Ten widok został ze mną na całe życie.

K.G.: I pomyślał pan wtedy: „zostanę astronomem”?

M.D.: Tak, i to od komet.

K.G.: Taka była decyzja, od razu.

M.D.: Tak.

K.G.: Pan zdradził mi też przed naszą rozmową, że razem ze znajomymi sami tworzyliście takie małe astronomiczne obserwatorium.

M.D.: Tak, to obserwatorium zbudowaliśmy około dwudziestu lat temu, i to na łące nieopodal miejsca, gdzie tę pierwszą kometę odkrył Lucjan Orkisz.

K.G.: To był przypadek czy inspiracja?

M.D.: Znaliśmy to miejsce, ponieważ jako miłośnicy astronomii uczestniczyliśmy w takich namiotowych obozach obserwacyjnych, organizowanych przez Polskie Towarzystwo Miłośników Astronomii. Więc cały rejon góry Łysina był nam dość dobrze znany.

K.G.: Pan jest astronomem właśnie od komet, to pana specjalność. Ale gdy zapytam, co to jest kometa, to pewnie utkniemy w kwestiach definicyjnych, bo nie ma tutaj pełnej zgody.

M.D.: Tak, przy czym astronomowie się tym zbyt mocno nie przejmują. Kwestie definicji może spędzają sen z powiek różnym osobom słabiej związanym z astronomią. Dla nas istotne jest to, jaki Kosmos jest, a nie w jaki sposób nazywamy rzeczy. Od naszych definicji nic w Kosmosie się przecież nie zmienia.

K.G.: Słusznie. Autorzy różnych słowników mogliby też się nad tym zastanowić. No to kiedy pana zapytam tak ogólnie, czym kometa jest dla pana, to co pan powie?

M.D.: Za chwilę powiem, czym jest dla mnie, ale może zacznijmy od historii. Kometa w tradycyjnym ujęciu to jest gwiazda z warkoczem. Komety towarzyszyły ludziom od zawsze, ponieważ niektóre z nich, tak jak te dwie pierwsze komety, które widziałem, mogą być obserwowane bez trudu nieuzbrojonym okiem i w dodatku są bardzo piękne, tak że towarzyszyły ludzkości od zarania.

K.G.: No i też często uważano, że są to obiekty zwiastujące nieszczęścia. Ale jak wyczytałam, niejaki Arystoteles, który dużo zrobił dobra, ale też trochę trzeba przyznać, nabałaganił w nauce na całe stulecia, był przekonany, że to jest zjawisko meteorologiczne. I przez stulecia uważano, że to nie jest obiekt kosmiczny, tylko właśnie meteorologiczny, ziemiański w zasadzie.

M.D.: Tak. Uważano komety za takie wyziewy z powierzchni Ziemi, zgadza się.

K.G.: Taka to była historia. Nawet Kopernik bezkrytycznie cytował Arystotelesa. Z czego zbudowana jest kometa?

M.D.: Kometa zbudowana jest przede wszystkim z jądra kometarnego, czyli takiej bryły skalno-lodowej, z której uwalnia się materia w procesie sublimacji, czyli przechodzenia z fazy stałej w fazę lotną bez pośrednictwa fazy ciekłej, której komety nie posiadają.

K.G.: Czyli dość gwałtownie to się dzieje.

M.D.: Tak. I w rezultacie tego procesu powstaje otoczka wokół jądra i warkocz, czyli te najbardziej charakterystyczne cechy komety.

K.G.: A czym się różni kometa od planetoidy?

M.D.: To jest bardzo interesujące, ponieważ wydawało nam się przez ostatnich dwieście lat, że dobrze wiemy. Natomiast teraz mamy wątpliwości. Tradycyjnie komety to właśnie były te bryły otoczone otoczkami i posiadające warkocze, a planetoidy to były obiekty pozbawione tych mglistych charakterystyk – właśnie otoczek i warkoczy. Obiekty te także poruszały się po bardzo różnych orbitach. To znaczy, generalnie uważano, że planetoidy krążą między orbitami Marsa i Jowisza po orbitach mniej więcej kołowych. Natomiast komety poruszały się po wydłużonych orbitach.

K.G.: Ekstremalnie.

M.D.: Tak, czasem tak ekstremalnie, że w zasadzie nie było pewne, czy kometa, oddalając się od Słońca, jeszcze powróci do wewnętrznej części Układu Słonecznego. W połowie lat dziewięćdziesiątych zaczęto odkrywać planetoidy z warkoczami. I to była duża sensacja, ponieważ przez dwieście lat wydawało się, że nie ma takiej możliwości, żeby pomylić planetoidę z kometą. Podejrzewamy, że w pasie planetoid rzeczywiście istnieje rezerwuar komet, takich pierwotnych komet, które powstały wraz z resztą Układu Słonecznego. Te komety normalnie są uśpione. To znaczy, lód, który powoduje sublimację, jest pod powierzchnią takiego obiektu, natomiast niekiedy może zostać wydobyty na powierzchnię, np. przez kolizję z jakimś mniejszym ciałem kosmicznym. No i wtedy taka planetoida przeobraża się w kometę, czyli odsłania nam tak naprawdę swoją prawdziwą naturę.

K.G.: Ale pozostaje wtedy w swojej orbicie?

M.D.: Tak. I po tym poznajemy te niezwykłe obiekty, że od strony orbitalnej są to typowe planetoidy. Niczym nie różnią się od zwykłych planetoid, krążą po mniej więcej kołowych orbitach między Marsem i Jowiszem, ale mają warkocze.

K.G.: To co takiego się stało kometom, że mają właśnie tak ekstremalnie wydłużoną orbitę? Docierają przecież w pobliże Ziemi np. co kilkaset lat. Co się stało? Ktoś je uderzył, że tak powiem, i dlatego tak latają? [śmiech]

M.D.: Ma to związek z bardzo wczesną historią Układu Słonecznego. Wówczas orbity wielkich planet – Jowisza i Saturna zmieniały się nieco w czasie i w pewnym momencie doszło do rezonansu orbitalnego. To znaczy, na trzy obiegi Jowisza wokół Słońca Saturn wykonywał dokładnie dwa obiegi wokół Słońca. I to wydarzenie tak bardzo zatrzęsło Układem Słonecznym, że zdestabilizowało wiele takich lodowych protokomet, nadając im obecne orbity. W efekcie tego zjawiska powstały też planety wewnętrzne, to znaczy, Merkury, Wenus, Ziemia i Mars. W tym czasie Jowisz na początku zacieśniał swoją orbitę. W pewnym sensie desperacko chciał zostać gorącym Jowiszem, takim, jakich obserwuje się wiele wokół innych gwiazd. I gdy znalazł się już blisko Słońca, wówczas zacieśniła się orbita Saturna i w tym momencie te planety wpadły właśnie w ten rezonans trzy do dwóch, ich orbity się z powrotem powiększyły, mniej więcej osiągając obecne rozmiary i jako produkt uboczny tego procesu Układ Słoneczny eksplodował.

K.G.: Ale to jest tak, że np. Ziemia składa się m.in. z byłych komet? Że gdzieś tam się to wszystko pozderzało i tak my powstaliśmy?

M.D.: Tak, ale przypuszczamy, że te komety spadły na Ziemię nieco później, w okresie tzw. wielkiego bombardowania, czyli niecały miliard lat po powstaniu Układu Słonecznego. Ta historia, o której opowiadałem przed chwilą, wydarzyła się jeszcze wcześniej, w zasadzie w pierwszych setkach tysięcy lat po uformowaniu się Jowisza. Natomiast w okresie wielkiego bombardowania doszło do innego rezonansu orbitalnego między Jowiszem a Saturnem. Tym razem był to rezonans dwa do jeden, to znaczy, na dwa obiegi Jowisza wokół Słońca Saturn wykonywał dokładnie jeden obieg. I to po raz kolejny zatrzęsło Układem Słonecznym. W efekcie orbity wielu komet uległy destabilizacji i przypuszczamy, że wiele z nich trafiło na Ziemię. Przypuszczamy również, że komety te mogły przynieść wodę na naszą planetę, gdyż według powszechnej teorii formowania się naszej planety Ziemia powstała z bardzo małą ilością wody. Więc ta woda prawdopodobnie trafiła z zewnątrz. Dlatego my, astronomowie od lat szukamy tej wody w Kosmosie.

K.G.: Czy kometą się jest, czy kometą się bywa? To znaczy, czy można zacząć być kometą? Być sobie taką spokojną niby planetoidą, która zostanie poruszona właśnie w związku z jakimś zaburzeniem grawitacyjnym i rozpocznie tę swoją wielką wędrówkę w superekstremalnie wąskiej orbicie?

M.D.: Dynamicznie, czyli orbitalnie planetoidy i komety są zupełnie rozłączne. To znaczy, nie znamy takiego procesu, który byłby w stanie skierować planetoidę na orbitę przypominającą orbitę komety i vice versa – nie ma mechanizmu, który byłby w stanie zmienić wydłużoną orbitę komety w taki sposób, żeby zaczęła krążyć po niemal kołowej orbicie między Marsem i Jowiszem. Natomiast fizycznie tak. Tak jak mówiłem wcześniej, niektóre planetoidy mają w sobie prawdopodobnie lód wodny, bo z czego te warkocze planetoid dokładnie się składają, to do końca nie wiemy. Wiemy na pewno, że jest tam pył, ale co ten pył unosi z powierzchni planetoid, nie jesteśmy do końca pewni. To może być lód wodny, tak jak w zwykłych kometach, ale nie musi. Jest to przedmiot badań. Więc wówczas taka planetoida rzeczywiście fizycznie zamienia się w kometę. Natomiast zwykła kometa, kiedy jest bardzo daleko od Słońca, w pewnym sensie przeistacza się w planetoidę, ponieważ zanikają te charakterystyczne cechy. Nie ma warkocza, nie ma otoczki. Przypuszczamy, że niektóre komety po prostu utraciły te lotne materiały ze swojej powierzchni.

K.G.: Wyczerpało się po prostu?

M.D.: Tak się wydaje. Nie jesteśmy pewni, bo znamy takie obiekty, które krążą po orbitach komet, a wyglądają na planetoidy. Nie znamy ich historii, ale przypuszczamy, że kiedyś były kometami.

K.G.: Jak daleko potrafią sięgać takie orbity znanych nam komet? Jak ominą Słońce, to jak daleko polecą?

M.D.: One potrafią wylecieć z Układu Słonecznego.

K.G.: No to dlaczego wracają?

M.D.: Niektóre wracają.

K.G.: A niektóre nie wracają.

M.D.: Tak. Ale jeśli pytamy o to, jak najdalej mogą sięgać, to mogą sięgać do innych gwiazd, po kres galaktyki. Mogą się oderwać od Układu Słonecznego. Są to wędrowcy i w innych układach planetarnych też są tacy wędrowcy. Co więcej, niektórych z tych wędrowców zaczynamy obserwować na terenie naszego własnego Układu Słonecznego. Są to obiekty, które wleciały do nas z zewnątrz, z przestrzeni międzygwiazdowej.

K.G.: Czyżby pierwszym nie był przypadkiem tajemniczy Oumuamua?

M.D.: Oumuamua, czyli „pierwszy posłaniec” w języku hawajskim. Jest to bardzo zagadkowe ciało.

K.G.: UFO czy nie UFO?

M.D.: Nie wiem.

K.G.: To musimy teraz wyjaśnić trochę więcej, dlaczego to tak zagadkowy obiekt. Bo do UFO według naszych wyobrażeń pasuje bardzo spłaszczony obiekt, taki dyskowy wręcz.

M.D.: Tego nie wiemy.

K.G.: Nie wiemy?

M.D.: Tak. To jest popularna ilustracja w mediach, ale tego nie wiemy. Wiemy, że Oumuamua bardzo mocno zmieniała jasność wskutek swojego wirowania. Więc przypuszczamy, że kształt tego ciała był w jakiś sposób ekstremalny, właśnie wydłużony albo spłaszczony. Ale równie dobrze mogłaby to być kula pomalowana z jednej strony na biało, a z drugiej na czarno i również zmieniałaby jasność w dużym zakresie. Nie znamy jej kształtu.

K.G.: A co z warkoczem?

M.D.: Nie było warkocza. Wiem, bo nasz zespół wykonał najgłębsze zdjęcie tego obiektu na świecie. Nie widać na tym zdjęciu żadnych śladów warkocza, otoczki. Fizycznie jest to planetoida. Albo UFO.

K.G.: Fizycznie jest to planetoida, bez warkocza, ale o wydłużonej orbicie. Powróci do nas?

M.D.: Nie, o orbicie w ogóle niezwiązanej z Układem Słonecznym. Ona wleciała do nas gdzieś z daleka w galaktyce.

K.G.: Czyli pan nie robi sobie żartów z tym, że nie wie pan, czy to nie było UFO.

M.D.: Nie. Powiem więcej. Oumuamua, co wykazały badania innego zespołu, doświadczała bardzo dziwnych sił, które wpływały na jej orbitę. Tak że orbita tego ciała nie była kształtowana tylko przez grawitację, tylko jeszcze przez coś.

K.G.: Silniki?

M.D.: Może. Albo ciśnienie promieniowania Słońca. To jest taka możliwość, że fotony odpychają obiekty o dużej powierzchni, a małej masie, takie jak np. kosmiczny żagiel, czyli technologia, którą my, ludzie zaczynamy dopiero testować do napędzania sond kosmicznych. Siły tego typu obserwuje się w kometach, ale w kometach łatwo je wyjaśnić, ponieważ, gdy komety są blisko Słońca, nieustannie tracą duże ilości masy i ta utrata masy działa jak silnik odrzutowy. Natomiast w Oumuamua nie było najmniejszych śladów utraty masy, a powinny być, biorąc pod uwagę bliską odległość od Słońca i od Ziemi. Te ślady powinny być z łatwością obserwowalne. Siły, które spychały Oumuamua z jej naturalnej grawitacyjnej orbity, były tak wielkie, jak największe kiedykolwiek zmierzone w komecie. Przy kompletnym braku śladów utraty materii. Jest to więc ogromna zagadka.

K.G.: I co, poleciała i nie wiadomo, czy wróci?

M.D.: Nie wróci. Słońce tylko trochę zakrzywiło jej trajektorię. Ona na pewno nie wróci, ponieważ wleciała z tak ogromną prędkością, że wyleci z taką samą.

K.G.: A Borisov z 2019 roku jaki był?

M.D.: Zupełnym przeciwieństwem. Borisov to bliźniak jednojajowy komet z Układu Słonecznego. Gdyby nie orbita komety Borisov, to nigdy byśmy nie poznali, że jest to przybysz z innego układu planetarnego.

K.G.: No i to było zaskakujące czy nie?

M.D.: To było szokujące, szczególnie po Oumuamua. Ponieważ ten pierwszy przybysz pokazał nam, że obiekty z innych zakątków galaktyki mogą totalnie różnić się od wszystkiego, co znamy w naszym Układzie Słonecznym. Natomiast Borisov pokazał, że w innych układach planetarnych bywają też doskonałe klony naszych komet. Ale muszę się tu poprawić. Powiedziałem, że Oumuamua różniła się od wszystkiego, co znamy z naszego Układu Słonecznego. Nie jest to do końca prawda. Otóż już po przelocie Oumuamua odkryto w Układzie Słonecznym planetoidę, która miała bardzo podobne cechy, co Oumuamua. Właśnie te zadziwiające cechy, czyli zmienność blasku w dużym zakresie i mocne siły spychające ten obiekt z klasycznej grawitacyjnej orbity przy braku śladów aktywności kometarnej.

K.G.: No i wiemy, co to?

M.D.: Tak. Okazało się po pewnym czasie, że to jest fragment rosyjskiej rakiety. Tak że najbliższy analog Oumuamua z Układu Słonecznego to ciało, które jest sztuczne.

K.G.: Robi się coraz ciekawiej. Ale tak serio się o tym rozmawia wśród astronomów, że to mógł być jakiś obiekt stworzony sztucznie?

M.D.: Jedni rozmawiają serio, inni nie. Avi Loeb z Harvardu rozmawia bardzo serio. Wydał nawet na ten temat książkę, która stała się bestsellerem.

K.G.: No jak się miała nie stać?

M.D.: Tak. Więc on siłą rzeczy jest uwikłany też w marketing książki i mówi o tym bardzo serio. Nie mamy żadnego argumentu, żeby wykluczyć taką możliwość. Poza tym tak jak mówię, ten najbliższy analog Oumuamua z naszego Układu Słonecznego jest ciałem sztucznym. To wszystko jest dość zadziwiające. Ja zacieram ręce, ponieważ przypuszczam, że w niedalekiej przyszłości podobnych obiektów zostanie odkrytych znacznie więcej, gdyż za parę lat startuje wielki przegląd nieba LSST, który po prostu sięgnie dalej, sięgnie głębiej i będzie w stanie wykrywać obiekty podobne do Oumuamua, ale znacznie dalej od Ziemi, a zatem w większej objętości nieba, gdzie po prostu będzie ich więcej.

K.G.: Okaże się, że są jakieś autostrady, pasy lotnicze, po których się przemieszczają, i dopiero zobaczymy. [śmiech]

M.D.: To całkiem możliwe. Elon Musk już wysłał w Kosmos swoje auto.

K.G.: Wróćmy do tego Borisova. Dlaczego w zasadzie to było zaskakujące, że on jest taki sam jak nasze? To inne układy planetarne są jakoś zasadniczo inne od Układu Słonecznego?

M.D.: To nam powiedziała Oumuamua. To znaczy, przyleciał do nas totalny dziwoląg, więc spodziewaliśmy się, że ta różnorodność małych ciał w innych układach słonecznych jest po prostu dużo większa niż w naszym własnym Układzie Słonecznym. Tymczasem Borisov pokazał nam, że istnieją też doskonałe kopie tego, co mamy u nas.

K.G.: I skąd to wiemy? Bo na każdej komecie przecież lądownik nie wylądował, żeby sprawdzić próbki.

M.D.: Tak. Używając teleskopów astronomicznych, analizujemy światło, które dociera do nas z komet, zresztą podobnie z innych obiektów kosmicznych. I jesteśmy w ten sposób w stanie wyznaczyć m.in. skład chemiczny, dowiedzieć się co nieco o tym, jaki pył otacza obserwowaną kometę, jak jest duża. I te wszystkie charakterystyki komety Borisov precyzyjnie zgadzały się z takimi najbardziej typowymi charakterystykami naszych komet. My wraz z zespołem wykonaliśmy pierwsze kolorowe zdjęcia komety Borisova i już one pokazały, że kolor tego ciała jest taki sam jak kolor komet w Układzie Słonecznym. Podobnie właściwości pyłu. A później dokładniejsze badania składu chemicznego, także przez inne zespoły potwierdziły, że Borisov jest w zasadzie nieodróżnialny od komet z Układu Słonecznego.

Chociaż w pewnym momencie wydawało nam się, że znaleźliśmy pewną cechę Borisova, która jest totalnie nie z tego świata. Wraz z kolegą z zespołu Piotrem Guzikiem analizowaliśmy widma komety Borisova uzyskane teleskopem VLT w Chile. I w tych widmach zauważyliśmy pewne linie emisyjne, które zupełnie nie zgadzały się z liniami emisyjnymi obserwowanymi w jakiejkolwiek komecie obserwowanej wcześniej w Układzie Słonecznym. Więc wydawało nam się, że coś Borisova jednak odróżnia. Co więcej, Piotr Guzik miał taki moment niczym z filmu Piękny umysł, kiedy zaczął desperacko poszukiwać, co może świecić właśnie w tych zagadkowych liniach. I zauważył w stablicowanym widmie komety Ikeya-Seki z lat sześćdziesiątych dokładnie te same długości fali, które odpowiadały liniom w naszym widmie komety Borisova. To było niesłychane, żeby wyłowić te liczby z ogromnej tabeli, która opisywała widmo komety Ikeya-Seki. Więc Piotrek zadzwonił do mnie i najpierw poprosił, żebym sobie dobrze usiadł, a następnie powiedział, że on przejrzał widmo komety Ikeya-Seki i w tym widmie odnalazł te same długości fali, które odpowiadały liniom emisyjnym w naszym widmie komety Borisov. Ja w pierwszej chwili się bardzo zdziwiłem i powiedziałem Piotrkowi, że to bez sensu.

K.G.: A te widma czemu odpowiadały?

M.D.: Odpowiadały atomom niklu. Powiedziałem Piotrkowi, że to jest zupełnie bez sensu, ponieważ to, że w Ikeyi-Seki jest nikiel, jest dość oczywiste, bo ta kometa przeszła niezwykle blisko Słońca. Ona praktycznie musnęła o nasze Słońce i w tym momencie temperatura skał na komecie i drobin pyłu była tak ogromna, że z Ikeyi-Seki po prostu parowały metale. My wiemy od dawna, choćby z analizy meteorytów, że okruchy komet zawierają dużo metali, więc nic dziwnego. Jeśli wrzucamy kometę do pieca, to nic dziwnego, że parują skały i metale, i widzimy linie emisyjne m.in. niklu, ale także żelaza, chromu i innych metali. Natomiast kometa Borisova przeszła w pobliżu Słońca w znacznie większej odległości. Ona nie zbliżyła się do naszej gwiazdy na odległość większą niż orbita Marsa. Tam jest potwornie zimno i nie ma absolutnie takiej możliwości, żeby w odległości większej niż Mars parowały skały. No nie ma takiej możliwości, więc ja się zdziwiłem, po co w ogóle Piotrek zajrzał do widma komety Ikeya-Seki. Ale była w tym Boża Opatrzność, ponieważ rzeczywiście potwierdziło się, iż w komecie Borisova są opary niklu. Ale nie są to, stricte rzecz ujmując, opary. To znaczy, w tym momencie przypuszczamy, że z powierzchni komety sublimują cząsteczki, które zawierają atomy niklu, i te cząsteczki następnie ulegają rozpadowi, już w otoczce komety uwalniając nikiel.

K.G.: A to może w historii Borisova był taki moment, kiedy on przeleciał bardzo blisko innej gwiazdy i wtedy się tak porobiło.

M.D.: Mogłoby się tak zdarzyć, ale wówczas atomy niklu uwolnione z pyłu czy skał nie miałyby jak się związać z lodem kometarnym. No więc w tamtym momencie wydawało nam się, że to jest sensacja. W ogóle nie znaliśmy wcześniej środowiska kosmicznego, w którym występowałyby atomy metali, z wyjątkiem środowisk niezwykle gorących. Takich jak m.in. atmosfery niektórych ultragorących Jowiszów, takich, które krążą bardzo blisko gwiazd. Więc to była sensacja, że pierwsze takie miejsce w Kosmosie, czyli kometa Borisova. I wysłaliśmy pracę do „Nature”, i dokładnie w tym samym czasie do „Nature” wpłynęła również inna praca zespołu belgijskiego, która donosiła o analizie ich własnych widm wielu komet z Układu Słonecznego wykonanych w ciągu dwudziestu lat, w których również znaleźli te same linie co my w Borisovie. I również powiązali je z niklem. Więc wydawało nam się, że to jest prawdopodobnie koniec naszej przygody z „Nature”, ale redaktor stwierdził, że nie, że to jest superciekawe, tylko musimy zmienić naszą konkluzję o sto osiemdziesiąt stopni. To znaczy, nie będziemy mówić, że ten nikiel w Borisovie odróżnia go diametralnie od komet w Układzie Słonecznym, tylko że czyni go jeszcze bardziej podobnym do komet w Układzie Słonecznym, niż dotychczas sądzono. Więc nie ma sensacji, ale jest bardzo ciekawe odkrycie i sam fakt, że te metale występują w zimnych otoczkach komet, jest istotny także w takim szerszym ujęciu astrofizycznym.

K.G.: Dlaczego?

M.D.: No właśnie dlatego, że wcześniej znaliśmy metale wyłącznie w takich bardzo gorących miejscach w Kosmosie. Okazuje się, że mogą występować również w zimnych.

K.G.: Ale to by coś nam mówiło więcej o historii powstawania Układu Słonecznego?

M.D.: Sądzimy, że tak, ale co dokładnie, tego jeszcze nie wiemy, ponieważ na tym etapie nie mamy pewności, jaka molekuła jest nośnikiem niklu w kometach.

K.G.: Mówi pan o tym, że jesteście w stanie na odległość właśnie sprawdzić, z czego zbudowana jest kometa, ale tylko na powierzchni czy możecie też zajrzeć do głębi?

M.D.: Była taka misja kosmiczna Deep Impact, która w 2005 roku wysłała impaktor, który uderzył w kometę i wybił w tej komecie krater. Pomysł był taki, żeby zbadać materię, która wydobędzie się spod powierzchni komety, właśnie z tego krateru. I takie badania były wykonane, ale z tego, co mi wiadomo, ta materia pod powierzchnią jądra komety nie różni się jakoś specjalnie od materii, która jest na powierzchni tego jądra. Zresztą komety tracą tę materię w dużym tempie, gdy zbliżają się do Słońca, więc w pewnym sensie powierzchnia komety nieustannie się odświeża.

K.G.: A kiedy lądownik Philae lądował na Czuriumow–Gierasimienko w misji Rosetta, to w ogóle pan nie spał, tylko cały czas przeglądał doniesienia? Bo to był pierwszy raz, kiedy lądownik wylądował na komecie.

M.D.: Rzeczywiście, było to bardzo, bardzo interesujące, natomiast my zgubiliśmy Philae. To znaczy, on wylądował i przez długi czas nie było wiadomo, gdzie. I on gdzieś tam przekoziołkował. Nie było pewne, czy się nie odbił w ogóle od powierzchni komety i nie wrócił w Kosmos. Więc to był pewien problem, że zgubiliśmy Philae. Odnalazł się chyba po ponad roku, może nawet bliżej końca misji komety. Ale fajnie, że się ostatecznie ten lądownik odnalazł.

K.G.: Wyczytałam, że naukowcy ze Szwajcarii sprawdzili, jak ta kometa może pachnieć. Czytał pan o tym?

M.D.: Nie.

K.G.: Otóż śmierdzi. [śmiech] Amoniak, formaldehyd itd., nic dobrego. No generalnie zgniłe jajo.

M.D.: To prawda. Ale komety zawierają jeszcze inne ciekawe związki chemiczne, takie jak alkohol etylowy. Więc może za sto lat będzie można po prostu kupić wódę z komety.

K.G.: Noo, to by dopiero były drinki. Już nawet widzę takie etykiety. A to jest dobre pytanie – czy myśli pan, że będziemy kiedyś pobierać jakieś pierwiastki z komet? Górnictwo kosmiczne, te klimaty?

M.D.: O tym się mówi w kontekście bliskich Ziemi planetoid. Jeśli chodzi o komety, to jest to trudniejsze, ponieważ komety poruszają się w Układzie Słonecznym znacznie szybciej, więc trudniej zsynchronizować się orbitalnie z taką kometą, pobrać materiał i wrócić na Ziemię. Z tego powodu nie pobraliśmy jeszcze próbek z jądra komety do analizy, nawet w takich celach czysto naukowych. A to zawsze jest pierwszy krok przed eksploatacją przemysłową. Do tej pory jedynie pobrano próbki z warkocza komety. I te próbki rzeczywiście trafiły na Ziemię w ramach misji Stardust. Natomiast ja wybiegam myślami jeszcze w dalszą przyszłość, bo pewnie kiedyś będziemy w stanie badać komety w taki sposób, no a następnym krokiem będą te obiekty międzygwiazdowe. I kto wie, jeśli uda nam się kiedyś wysłać misję kosmiczną do kolejnej Oumuamua, i to taką misję, która tam przyleci i wróci na Ziemię, to być może wrócimy nie tylko z unikalnymi surowcami, ale może z gotową technologią.

K.G.: To by było. Jak duże są komety? Jak duże są te warkocze? No bo zdarza się, że widzimy je gołym okiem, to proszę sobie to przełożyć na odległości. To musi być jakieś zupełnie gargantuiczne.

M.D.: Tak. Więc warkocz komety nie ma ściśle określonej granicy. W zasadzie granicą jest czułość naszego instrumentu czy też oka, także to na jak ciemnym niebie obserwujemy komety. Ja wspomniałem, że kometę Kale’a-Boppa obserwowałem z Łomnicy. Pojechałem tam właśnie po to, żeby widzieć kometę na jak najciemniejszym, jak najczystszym górskim niebie. I tam rzeczywiście ten warkocz był znacznie dłuższy, rozciągał się na dużą część nieba w porównaniu do tego, co widziałem w Krakowie. Ale ta widoczna część warkocza w przypadku bardzo jasnej komety rozciąga się często na kilkanaście milionów kilometrów, więc na taki rejon, powiedzmy, zahaczający już nawet o kilka orbit planet w Układzie Słonecznym, czasem ponad sto milionów kilometrów. To są bardzo duże twory, ale też warto pamiętać, że gęstość materii w takim warkoczu jest mniejsza niż gęstość materii w najlepszej próżni, jaką jesteśmy w stanie wytworzyć na Ziemi. To nie są obiekty masywne. Około stu lat temu jedna z komet, może to była kometa Halleya, ale nie pamiętam, miała przemieść swoim warkoczem przez naszą planetę, i to spowodowało wielką panikę, że może zatrujemy się gazami, które są w warkoczu komety. Oczywiście nic takiego się nie stało. Tam stężenie jakichkolwiek substancji jest niezwykle niskie.

K.G.: To pokazuje właśnie znaczenie kwestii skali. A jak komety umierają?

M.D.: W różny sposób. Niektóre komety zderzają się ze Słońcem. Obserwujemy takie komety m.in. przy pomocy sondy SOHO. Ale wiele komet po prostu rozpada się albo w drobny mak, albo na większe fragmenty, a później te fragmenty dalej progresywnie rozpadają się na coraz mniejsze.

K.G.: A dlaczego się rozpadają?

M.D.: Przypuszczamy, że dzieje się tak w wyniku bardzo szybkiej rotacji komety. Rotacji, która może się zmieniać właśnie wskutek utraty materii, o której mówiłem wcześniej w kontekście spychania komet z ich orbit. Ten sam mechanizm jest w stanie też zmieniać tempo wirowania komet i niekiedy może doprowadzić do przyspieszenia rotacji aż tak bardzo, że kometa po prostu rozlatuje się na części. Ale nie wiemy do końca, dlaczego niektóre komety dzielą się na fragmenty, a inne po prostu rozsypują w drobny mak.

K.G.: Mówi pan, że wpadają do Słońca. Ja też czytałam o jednej, która wpadła do Jowisza. I to była spektakularna historia.

M.D.: Zgadza się. To była kometa Shoemaker-Levy 9. Ta kometa najpierw przeleciała bardzo blisko Jowisza. Tak bardzo, że siły pływowe Jowisza rozerwały ją na części. Polegało to na tym, że przednia część komety, ta bliższa Jowisza była nieco mocniej przyciągana przez planetę, ponieważ była bliżej niej, niż tylna część komety. To spowodowało pewną różnicę sił i w efekcie rozerwanie komety. Jednak kometa odleciała od Jowisza, a fragmenty ułożyły się wzdłuż orbity. Następnie okrążyła Słońce i wróciła w okolice Jowisza, tym razem wykonując to słynne bombardowanie. Więc można powiedzieć, że kometa odegrała się na Jowiszu za to, co ten zrobił jej wcześniej.

K.G.: A jak się pan zapatruje na taką koncepcję tzw. teorii panspermii, czyli że komety miały być czy są takimi nosicielkami życia w Kosmosie? Z jednej strony wspominał pan o tym, że bardzo możliwe, że to komety przyniosły na Ziemię wodę, ale też mówi się o związkach organicznych na kometach. To co, co pan o tym myśli?

M.D.: To, co wiemy, to to, że rzeczywiście komety są w dużej części złożone z wody i zawierają związki organiczne, zawierają cukier prosty, o alkoholu etylowym już wspomniałem. Więc to są rzeczywiście przebogate kapsuły z całą mieszaniną skomplikowanych związków chemicznych, natomiast od związków chemicznych do życia jest jeszcze bardzo daleka droga.

K.G.: Ale potrzebny jest substrat.

M.D.: Tak, więc komety niewątpliwie mogły dostarczyć te składniki, których potrzebuje do rozwoju życie.

K.G.: Jakie plany, jeśli chodzi o badanie komet? I czy dalej współpracujecie z Piotrem Guzikiem? Czy może po tej historii z „Nature” się najedliście stresu? [śmiech]

M.D.: Oczywiście, tak. Cały czas współpracuję z Piotrem Guzikiem i niezwykle sobie cenię tę współpracę. W ostatnim czasie nasz zespół zasilił również Mikołaj Sabat, który także jest obserwatorem komet z wieloletnim doświadczeniem. Tak że tworzymy taką fajną paczkę badaczy komet tutaj, w krakowskim obserwatorium. Cała nasza trójka przeszła przez tę drogę obserwowania komet jako miłośnicy astronomii. Badaliśmy komety w taki prosty sposób, przy pomocy lornetek czy małych teleskopów, a teraz możemy to robić przy pomocy znacznie bardziej zaawansowanych urządzeń. Plany na przyszłość się właśnie krystalizują, ponieważ jak nagrywamy ten podcast właśnie dzisiaj, czyli 31 stycznia, za chwileczkę zostaną ogłoszone wyniki grantów ERC. To są takie duże granty…

K.G.: Superprestiżowe granty europejskie.

M.D.: Ja bardzo nie lubię słowa „prestiż”, jeśli chodzi o naukę. Ono jest powtarzane i odmieniane przez wszystkie przypadki. Ale są to doskonałe granty badawcze i nasz zespół otrzymał taki grant właśnie na badania małych ciał. Jest to dar i łaska od Boga. W ramach tego grantu będziemy chcieli zbudować czy raczej zakupić satelitę specjalnie do badań małych ciał w Układzie Słonecznym.

K.G.: Wow, kiedy to? Jaki to ma zakres czasowy? Kiedy poleci taki satelita?

M.D.: Myślimy, że może za dwa lata.

K.G.: Jak się będzie nazywać?

M.D.: HYADES – Hydrogen and deuterium survey

K.G.: A nie Kopernik?

M.D.: Nie, dużo jest Koperników w naszym kraju.

K.G.: No też prawda. [śmiech] No to trzymam kciuki, żeby to wszystko się udało. Mówił pan o instrumentach, że kiedyś lornetki, małe teleskopy, a teraz zaawansowane urządzenia. Z czego korzystacie przede wszystkim? Z których obserwatoriów? Bo nic nie ujmując Obserwatorium Uniwersytetu Jagiellońskiego, warunki atmosferyczne mamy w Polsce, jakie mamy. Nie tak wiele da się zobaczyć. Z czego przede wszystkim korzystacie?

M.D.: Korzystamy z dużych teleskopów w najlepszych obserwatoriach na świecie. Takich o średnicach lustra osiem, dziesięć metrów. Te instrumenty rzeczywiście pozwalają nam atakować najważniejsze problemy w astrofizyce małych ciał, takie jak komety czy planetoidy, ale także korzystamy z kosmicznego teleskopu Hubble’a. Powiem więcej, jesteśmy jedynym zespołem z Polski, który kieruje programami obserwacyjnymi na teleskopie Hubble’a.

K.G.: A James Webb się do niczego wam nie przyda?

M.D.: Nie, on się bardzo przyda, ale jeszcze nie teraz.

K.G.: A kiedy? Co się stanie?

M.D.: Na razie skupiamy wszystkie siły na konstrukcji własnego satelity. Nie jesteśmy w stanie w trzyosobowym zespole po prostu położyć naszych rąk na każdej dostępnej aparaturze, chociaż by się chciało. [śmiech]

K.G.: A czy to jest taka praca, jakiej się pan spodziewał?

M.D.: Jest lepsza.

K.G.: Jest lepsza? A nie jest nudniejsza, żmudniejsza, nie ma więcej patrzenia w komputer niż w gwiazdy?

M.D.: No więc ja się kiedyś obawiałem, że najlepszy sprzęt dostępny dla mnie i mojego zespołu na badania to będą te teleskopy, które mamy tutaj lokalnie, w krakowskim obserwatorium. Okazało się inaczej. Okazało się, że mamy te możliwości obserwacji dużo lepszymi teleskopami. To po pierwsze, a po drugie przylot Oumuamua, a później Borisova to jest najlepsze, co się wydarzyło w astrofizyce małych ciał w ogóle, chyba od zawsze. Tak że to są bardzo ciekawe czasy.

K.G.: Wiele osób się boi, że właśnie przyleci planetoida i zniszczy Ziemię. Ale jakby przyleciała kometa, to mielibyśmy chyba większe problemy, co?

M.D.: Mielibyśmy, bo komety mają jeszcze większą prędkość orbitalną. Więc ta energia kinetyczna byłaby znacznie większa niż w przypadku planetoidy. Jakieś ciało kiedyś znajdzie się na kursie kolizyjnym z Ziemią. My takiego ciała na razie nie znamy, ale to nie jest pytanie o to, czy, tylko o to, kiedy. Wiemy, że mniejsze obiekty spadają na Ziemię, czasem powodują zniszczenia. Tak jak ciało, które uderzyło w Ziemię sześćdziesiąt pięć milionów lat temu i zakończyło erę dinozaurów, czy we współczesnych czasach meteoryt, który spadł w Czelabińsku i także wyrządził wielkie szkody.

K.G.: Chyba tak bliskiego spotkania z kometą pan sobie nie życzy, nie? Koniec świata by był.

M.D.: To byłby koniec świata.

K.G.: Marzenie naukowe?

M.D.: Chciałbym bardzo zobaczyć Oumuamua z bliska. Ja naprawdę oddałbym wszystkie moje przeszłe i przyszłe badania za jedno zdjęcie Oumuamua. A drugie największe marzenie naukowe to oczywiście powodzenie misji HYADES, którą mamy stworzyć w ramach grantu ERC.

K.G.: Siedzi panu w głowie ta Oumuamua.

M.D.: Siedzi, siedzi. Siedzi wielu osobom. Są plany misji pościgowych, ale to jest bardzo trudne, ponieważ Oumuamua jest strasznie szybka.

K.G.: Jak szybka?

M.D.: Opuszczając Układ Słoneczny, będzie pędziła cały czas dwadzieścia osiem kilometrów na sekundę, czyli z taką prędkością, z jaką Ziemia okrąża Słońce. Gdy przelatywała w pobliżu Słońca, ta prędkość była jeszcze kilkukrotnie większa. Więc dogonić takie ciało, jest strasznie trudno. Co więcej, czas obserwacji Oumuamua, gdy była tutaj blisko Ziemi, był dość krótki, więc my niezbyt dokładnie znamy jej trajektorię. A jeśli dodamy jeszcze do tego te zagadkowe siły, które nieustannie modyfikowały tę trajektorię, to będziemy mieli ogromny problem, żeby w ogóle znaleźć Oumuamua w Kosmosie. Nie wiemy dokładnie, gdzie ona jest.

K.G.: Robi się ciekawie, szanowni państwo. Proszę pilnować, co się dzieje w świecie komet czy też statków kosmicznych. Doktor Michał Drahus, astronom, specjalista w dziedzinie drobnych ciał Układu Słonecznego, Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego. Bardzo dziękuję za rozmowę.

M.D.: Ja również dziękuję.

K.G.: I oczywiście pozdrawiamy współpracowników – pana Piotra Guzika i pana Mikołaja Sabata. Pozdrawiamy i dziękuję za gościnę w bibliotece Obserwatorium Astronomicznego. Jeszcze chyba sobie tutaj poszperam chwilkę.

Dodane:
1,7 tys.

Gość odcinka

dr Michał Drahus

dr Michał Drahus

Pracownik Obserwatorium Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika przy Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Zainteresowania naukowe: komety i inne małe obiekty w Układzie Słonecznym, nowoczesne narzędzia obserwacyjne w astronomii.

Obserwuj Radio Naukowe

Ulubione

Skip to content