Mezinárodní výzkumný tým odhalil původ meteoritů dopadajících na Zemi

Meteority jsou způsobem, jakým nám vesmír dává o sobě vědět. Z radiometrických měření meteoritů víme, že se Slunce utvořilo z plynu přesně před 4,567 miliardami let a že pouhé dva milióny let poté se z prachu utvářel meteoritický materiál. Jedná se o období ještě před vznikem Země.

Tento materiál se zachoval do dnešních dnů v podobě asteroidů obíhajících okolo Slunce. Astrometrická měření prozrazují, že se jejich oběžné dráhy kříží a jednou za několik miliónů let tak dochází ke srážkám desetikilometrových těles. Asteroidy se při nich tříští a jejich úlomky pak obíhají okolo Slunce samostatně jako meteoroidy. Některé z nich dopadají na Zemi jako meteority.

Dráhy malých asteroidů v hlavním pásu mezi Marsem a Jupiterem. Na grafu je vynesena vzdálenost od Slunce (v astronomických jednotkách) a sklon vzhledem k ekliptice (ve stupních). Jména odkazují k rodinám asteroidů, které jsou zdroji meteoritů, včetně těch nevýznamnějších, Massalia, Koronis a Karin. Svislé čáry ukazují polohy gravitačních rezonancí, přes něž se meteoroidy dostávají k Zemi. Vodorovné čáry ukazují pozorované pásy infračerveného záření způsobované prachem

Cílem výzkumu bylo přesně pochopit, ze kterých asteroidů meteority pocházejí. Astronomové Michaël Marsset z European Southern Observatory a Pierre Vernazza z Aix-Marseille Université k tomu využili spektroskopickou přehlídku z třímetrového dalekohledu NASA IRTF (Infrared Telescope Facility). V infračerveném oboru (1,0 až 2,5 mikrometru) je totiž možné pozorovat absorpční pásy minerálů, zejména pyroxenu a olivínu. Asteroidy vědci klasifikovali podle jejich mineralogie, obdobně jako meteority, na typy H, L a LL.

Dalekohled NASA IRTF umístěný na Havajský ostrovech (vpravo)

Poté přišla na řadu zásadní otázka, a sice který ze zdrojů meteoritů je nejvydatnější. Odpověď na ni přinesli čeští vědci z Astronomického ústavu UK. Zkonstruovali totiž počítačové modely pro jednotlivé skupiny (rodiny) asteroidů a nastavili je tak, aby co nejlépe odpovídaly pozorovanému rozdělení jejich drah i rozdělení jejich velikostí. Pro každou rodinu pak bylo možné určit dobu, která uplynula od srážky, i předpokládaný počet malých fragmentů a pravděpodobnosti jejich dopadu na Zemi.

„Jako nejvydatnější se ukázaly tři asteroidy, respektive rodiny: (20) Massalia, (158) Koronis a (832) Karin. První fragmentace se odehrála asi před 40 milióny roky, druhá před 7,6 a třetí před 5,8 miliony roků,“ popisuje doc. Miroslav Brož. Dohromady se takto podařilo vysvětlit původ 70 % všech meteoritů. Jde přitom o stejné typy meteoritů, které pozorovali už předchůdci člověka.

Představa hominida pozorujícího jasný meteor před několika milióny let

Nejpozoruhodnější je ovšem podle badatelů soulad s celou řadou dalších pozorování. „Jde jednak o prach, který se na obloze projevuje jako pás infračerveného záření, dále o expoziční doby meteoritů, které odpovídají trvání transportu ze zmiňovaných zdrojů, a také o dráhy meteoroidů při jejich vstupu do atmosféry, z nichž některé bývají blízko svého zdroje,“ doplňuje prof. David Vokrouhlický.

Obě studie o původu meteoritů zveřejnil v půlce října prestižní vědecký časopis Nature. Práce navazují na dlouhou tradici studia nebeské mechaniky na MFF UK a dnes již klasické dílo prof. Vokrouhlického, které v 90. letech pomohlo odhalit mechanismus, jak se dráhy meteoroidů vyvíjejí v čase. Nyní se českým badatelům podařilo vytvořit dosud nejúplnější model popisující dynamiku asteroidů v hlavním pásu a v blízkosti Země i původ meteoroidů různých typů (obyčejných i uhlíkatých chondritů).

Studie publikované v Nature:

M. Brož, P. Vernazza, M. Marsset, F. E. DeMeo, R. P. Binzel, D. Vokrouhlický, D. Nesvorný: Young asteroid families as the primary source of meteorites. Nature 634, s. 566–571, 2024.

M. Marsset, P. Vernazza, M. Brož, C. A. Thomas, F. E. DeMeo, B. Burt, R. P. Binzel, V. Reddy, A. McGraw, C. Avdellidou, B. Carry, S. Slivan, D. Polishook: The Massalia asteroid family as the origin of ordinary L chondrites. Nature 634, s. 561–565, 2024.

Související studie publikovaná v Astronomy & Astrophysics:

M. Brož, P. Vernazza, M. Marsset, R. P. Binzel, F. DeMeo, M. Birlan, F. Colas, S. Anghel, S. Bouley, C. Blanpain, J. Gattacceca, S. Jeanne, L. Jorda, J. Lecubin, A. Malgoyre, A. Steinhausser, J. Vaubaillon, B. Zanda: Source regions of carbonaceous meteorites and near-Earth objects. Astron. Astrophys. 689, s. A183, 2024.

Další odkazy:

Osmiminutové přehledové přednášky (v angličtině) a příslušné animace: obyčejné chondrity typu L, obyčejné chondrity typu H, uhlíkaté chondrity.

AU UK