Mesec dominira našim pogledom na noćno nebo. Ali to nije jedina stvar koja kruži oko Zemlje. Mali broj onoga što naučnici nazivaju kvazi-satelitima takođe kruži oko Zemlje.
Jedan od njih se zove Kamo’oaleva i to je asteroid blizu Zemlje. U nekim aspektima je sličan Mesecu. Može li to biti komad Meseca?
Kamo’oaleva je otkrivena 2016. sa Pan-STARRS u opservatoriji Haleakala. To je neobičan objekat jer se njegova orbita menja tokom vremena. Ali kako se menja, uvek ostaje blizu Zemlje.
Njegova površina je takođe izuzetna. On reflektuje svetlost na isti način kao i Mesec, zahvaljujući prisustvu silikata. To je intrigantan trag o njegovom poreklu, ali to nije jedini trag. Iako Kamo’oaleva nije jedini kvazi-satelit, niti jedini u Apolo grupi, on je najmanji, najbliži i najstabilniji od njih.
Nova studija ispituje orbitu objekta kako bi razumela da li bi mogao biti izbačen sa Meseca. Studija je orbitalni putevi za poreklo lunarnog izbacivanja bliskozemaljskog asteroida Kamo`oaleva. Prvi autor je Jose Daniel Castro-Cisneros sa Odeljenja za fiziku Univerziteta u Arizoni.
Ponekad mala tela u Sunčevom sistemu ne prate heliocentrične orbite. Umesto toga, zbog orbitalnih rezonancija, oni mogu da dele orbitu masivne planete. Oni se zovu koorbitalni objekti, a Jupiter Trojanci su grupa takvih objekata.
Postoje tri glavna tipa koorbitala: trojanski/punoglavac (T), potkovica (HS) i retrogradni satelit/kvazi-satelit (KS). Dva tipa koja su važna u ovom istraživanju su poslednja dva: HS i KS .
Kamo’oaleva se nalazi izvan Zemljine sfere brda, što je oblast svemira koja dominira privlačenjem satelita. Mesec je unutar brdske sfere, i iako je njegova orbita podložna malim perturbacijama i promenama, prilično je stabilna. Ali Kamo’oaleva je izvan sfere, a njena orbita je veoma eliptična. Zove se kvazi-satelit jer Sunce na njega više vuče nego Zemlja.
Zemlja ima 21 koorbitalni objekat: dva su trojanci, šest je u KS stanju, a 13 se kreće u HS pokretu. Ali Kamo’oaleva se razlikuje od ostalih KS objekata.
Ostalih 20 je samo privremeno u svojim koorbitalnim stanjima, obično manje od nekoliko decenija, dok Kamo’oaleva istrajava. Prelazi napred i nazad između HS kretanja i KS kretanja i to čini vekovima. To će nastaviti da radi vekovima.
Zašto je to? Šta je sa njegovim poreklom primorava da prati ovu orbitu?
„S obzirom na njenu orbitu sličnu Zemlji i njenu fizičku sličnost sa materijalima na površini Meseca, istražujemo hipotezu da je možda nastao kao krhotina-fragment od meteoroidnog udara na površinu Meseca“, navodi se u radu.
Pošto ne mogu da se vrate u prošlost i posmatraju Mesec tokom njegove duge istorije bombardovanja, naučnici rade sledeću najbolju stvar. Oni koriste računare da simuliraju događaje sa velikim brojem promenljivih vrednosti i vide šta pronađu. U ovom radu istraživači su modelirali čestice izbačene sa Meseca sudarima.
„Mi vršimo numeričke simulacije dinamičke evolucije čestica lansiranih sa različitih lokacija na površini Meseca sa rasponom brzina izbacivanja“, pišu oni.
Većina čestica u njihovoj simulaciji napušta blizinu Zemlje i njenog Meseca i prelazi u orbite oko Sunca, što nije iznenađujuće. Dominantna masa Sunca utiče na sve u Sunčevom sistemu.
Ali neki – samo mali broj – ne ulaze u heliocentrične orbite. Umesto toga, oni zauzimaju orbite slične Kamo’oalevinoj orbiti. „Dok ovi izbacivi beže iz okruženja Zemlja-Mesec i evoluiraju u heliocentrične orbite, otkrivamo da mali deo uslova lansiranja daje rezultate koji su kompatibilni sa dinamičkim ponašanjem Kamo’oaleve“, pišu oni.
Oni koji oponašaju najmanji i najstabilniji kvazi satelit na Zemlji imaju jednu zajedničku stvar: brzinu lansiranja. „Najpovoljniji uslovi su brzine lansiranja koje su nešto veće od brzine bežanja sa lunarne hemisfere koja se kreće“, objašnjavaju istraživači.
Kamo’oaleva ima umereni nagib ekliptike od oko 8°. U simulaciji, većina izbačenih čestica ima nagib čak i manji od toga, obično između 1° i 3°. Ali neki od njih dostigli su veće sklonosti slične Kamo’oalevinim.
Simulacije pokazuju da Kamo’oaleva nije trebalo da započne svoje putovanje sa većim nagibom u poređenju sa drugim česticama. Njegov nagib takođe ne ostaje na 8°. Tokom bliskog približavanja Zemlji, doživljava skokove u nagibu koji se stvaraju stotinama godina, a zatim se raspršuju tokom hiljada godina.
„Ovi rezultati pokazuju da je sklonost Kamo’oaleve mogla proizaći iz manje početne inklinacije pomoću udaraca pri bliskim prilazima tokom njegovog HS stanja“, objašnjavaju autori.
Mesečeva površina je prekrivena udarnim kraterima, a istorijski zapisi koji se čuvaju u tim kraterima predstavljaju dobar test za hipotezu lunarnog udara za Kamo’oalevu. „Brzine lunarnog izbacivanja (preko brzine lunarnog bekstva, 2,4 km/s) potrebne za dobijanje koorbitalnih ishoda izgledaju kao da su dostižne u meteoroidnim udarima na Mesec“, pišu autori.
Udarci na površinu Meseca rutinski imaju brzinu udara od 22 kilometra u sekundi (13,7 milja u sekundi) i mogu biti čak 55 kilometara u sekundi. Druge studije simulacije pokazuju da udari sa tim brzinama mogu izbaciti krhotine koje putuju brzinom od 6 km/sekundi, znatno iznad praga od 2,4 kilometra/sekundi za beg.
Studije lunarnih kratera takođe pokazuju da se veliki udarni krateri prečnika većeg od 33 kilometra javljaju svakih 25 miliona godina, a ti veliki krateri su verovatno izvori udarnog izbacivanja koji putuje dovoljno brzo da pobegne sa Meseca. Autori kažu da će u budućnosti morati da se pozabavi koji je konkretan krater mogao biti izvor za Kamo’oaleva.
„Prepuštamo posebnu studiju da istražimo da li lunarni krater odgovarajuće veličine i starosti i geografske lokacije može biti u skladu sa hipotezom lunarnog izbacivanja za poreklo Kamo’oaleve“, pišu oni.
Ako naučnici mogu da dokažu da je Kamo’oaleva komad Meseca, to otvara neke intrigantne mogućnosti. To bi bio prvi, i bio bi „… od velikog interesa za kosmohemijsko proučavanje kao uzorak drevnog lunarnog materijala“, pišu autori.
Priča se o misijama u Kamo’oalevi, ali one mogu biti skromne. U 2017. godini, tim diplomiranih istraživača je predstavio plan za slanje male svemirske letelice na asteroid. Njihov predlog se zvao misija Near-Earth Asteroid Characterization and Observation (NEACO).
U radu sa konferencije iz 2019, grupa NASA naučnika predložila je misiju Nev Moon Ekplorer. To bi bila mala misija svemirskog broda. Oba koncepta su se fokusirala na određivanje mase, gustine, sastava, karakteristika regolita i drugih svojstava asteroida.
Kamo’oaleva je mala, prečnika možda samo 40 metara (131 stopa). Ali to nije sprečilo Kinu da razvije sopstvenu ambiciozniju misiju. Zove se Tianven-2, a uz samu letelicu biće nano-orbiter i nano-lender.
Nano-lender će uzeti uzorak asteroida koji će biti vraćen na Zemlju na analizu. Tianven-2 bi trebalo da bude lansiran 2025. godine, a posetiće i kometu glavnog pojasa 311P/PANSTARRS.
Ako jedna ili sve ove misije budu uspešne, možda ćemo konačno znati da li je Kamo’oaleva zaista komad Meseca.
