Novinky

Na čem pracujeme: Unikátní uhlíkatý chondrit Flensburg

Meteority s rodokmenem představují zcela ojedinělé sondy umožňující mapovat geologické složení i minulost Sluneční soustavy. Jiří Borovička vedl tým, který analyzoval záznamy denního bolidu zachyceného v roce 2019 především nad územím Holandska a Německa, jež vyústil v pád velmi neobvyklého uhlíkatého bolidu.

Jako meteority s rodokmenem označujeme kosmická tělesa nalezená na Zemi, z jejichž pádu byl pořízen vícestaniční záznam, který umožnil určit pro toto těleso jak jeho pádovou trajektorii zemskou atmosférou, tak i heliocentrickou dráhu původního tělesa. V současnosti je takových pádů z historie známo několik desítek a na zhruba polovině z nich v nějaké formě spolupracovali i pracovníci Oddělení meziplanetární hmoty ASU.

Pro systematické sledování pádů meteorů byly sestaveny celé pozorovací sítě, zkušenost ovšem ukazuje, že velmi použitelné údaje lze získat z náhodných záznamů zařízeními zcela nevědeckými, zejména pak bezpečnostními kamerami nebo palubními kamerami v automobilech. Velmi pěknou ukázkou v tomto byl jednoznačně pád bolidu Čeljabinsk v roce 2013. Že se nejedná o využití ojedinělé, demonstruje i pád meteoritu Flensburg.

Bylo 12. září 2019 asi za deset minut tři odpoledne místního letního času. Oblohu nad severozápadní Evropou proťal velmi jasný bolid. O jeho pozorování přišlo téměř šest stovek vizuálních hlášení. Převážná většina z nich byla z Holandska, bolid byl spatřen ale i v dalších evropských zemích nevyjímaje pozorování z více jako 600 km vzdáleného místa v Anglii. Bolid byl detekován pozorovacími družicemi sítě USGS, která předběžně určila místo vstupu tělesa do atmosféry, vektor jeho rychlosti a umožnila odhadnout celkovou energii ztracenou při průletu tělesa atmosférou. Energie byla poměrně vysoká, jen několik málo podobně energetických nebo větších událostí je ročně zachyceno sítí USGS na celé planetě.

Pád byl zachycen na několika palubních kamerách pohybujících se motoristů, přičemž tato videa se velmi rychle dostala na internet. O den později pak Erik Due-Hansen objevil na svém trávníku v německém městě Flensburg podezřelý nález. Šlo o jediný doposud známý fragment z této události o váze 24,5 gramu. Meteorit byl klasifikován jako uhlíkatý chondrit C1, který nebylo možné zařadit do žádné taxonomické skupiny známých meteoritů.

Pád byl pozorován jen jednou stanicí z německé přehledové sítě AllSky6 a to především proto, že nad německým územím bylo tou dobou nepříznivé počasí. Jedna stanice na spolehlivé určení trajektorie nestačí, proto se odborníci obrátili k veřejným zdrojům, kterými se staly záznamy náhodných svědků. Z mnoha dostupných vybrali tři nejkvalitnější záznamy z automobilových palubních kamer, na nichž byla zachycena důležitá část pádu a jejichž vzájemné pozice garantovaly různé pohledové úhly a tak přesnější určení atmosférické dráhy. Tyto záznamy pocházely z měst Nijmegen v Holandsku, severního okraje německé Rujány a z města Almere v Holandsku. Spoluautory článku byla tato místa později navštívena, aby bylo možné z nich pořídit nezbytné kalibrační snímky s hvězdnou oblohou, s jejichž pomocí bylo možné proměřit jednotlivé body průletové stopy. Zaznamenaná vzdušná dráha byla dlouhá celkově přes 90 km, první detekce pocházela z výšky 71,8 km nad zemským povrchem, poslední pak z výšky 35,3 km. Bolid se pohyboval v téměř severojižním směru průměrnou rychlostí kolem 19,5 km/s.

Určenou atmosférickou dráhu bylo možné konfrontovat s detekcí z kosmické sítě USGS. Takovýchto událostí pozorovaných více metodami není v historii mnoho, přičemž vzájemné porovnání je velmi užitečné. Z konfrontace vyplývá, že údaje o atmosférické trajektorii jsou vzájemně docela konzistentní s výjimkou rychlosti, která z USGS měření vycházela významně nižší než určená z videozáznamů. Výpočtem heliocentrické dráhy bylo určeno, že původní těleso obíhalo Slunce na dráze sevřené oběžnou drahou Jupiteru, s nímž se ovšem nacházelo v orbitální rezonanci 5:2. Jde o první známý meteorit s původem v této rezonanci. Odhadnutá hmotnost původního tělesa odpovídala 10 až 22 tunám, což odpovídá tělesu s průměrem 2 až 3 metry.

Ze světelné křivky (její určení je bohužel zatíženo značnými nejistotami plynoucími z neznámých vlastností zobrazovacích čipů v použitých kamerách) vyplývalo, že těleso se příliš nerozpadalo až do výšky 45 km, kde náhle explodovalo. Hlavní rozpad začal při dynamickém tlaku asi 0,7 MPa a byl dokonán při hodnotě asi 2 MPa. Z relativně úzkého intervalu charakterizujícího pevnost materiálu vyplývá, že těleso bylo pravděpodobně poměrně homogenní.

Mineralogická analýza ukázala, že původní těleso nepodléhalo dlouho kosmickému záření, snad jen asi 7 tisíc let, což je mnohem méně než u jiných meteoritů, kde se tato doba obvykle počítá na milióny let. To odpovídá tomu, že tělesa v rezonanci s Jupiterem velmi rychle podléhají změnám oběžné dráhy, kdy nárůst výstřednosti těleso katapultuje do nitra Sluneční soustavy a potenciálně na kolizní kurzy s vnitřními planetami. Mateřská planetka meteoritu Flensburg se zřejmě pohybuje u okraje rezonance 5:2 a při srážce s jinou planetkou před 7 tisíci lety došlo k vyvržení několikametrového tělesa přímo do rezonance.

Zbývá vyřešit otázku, proč byl z původního velkého tělesa nalezen jen jeden malý úlomek. Jednak mohlo jít vzhledem ke křehkosti materiálu k jeho významné destrukci a velké kusy až na zemi opravdu nedopadly. Pádová oblast je také působením atmosférických větrů poměrně rozsáhlá a její rychlé prohledání by bylo prakticky nemyslitelné. Do působení totiž přichází i další efekt. Uhlíkaté chondrity jsou velmi křehkým materiálem, který v podmínkách vlhké atmosféry přímořských evropských zemí velmi rychle degraduje, takže již za pár týdnů po dopadu se mohou taková tělesa stát prakticky neodhalitelnými.

Michal Švanda

Citace práce

J. Borovička a kol., Trajectory and orbit of the unique carbonaceous meteorite Flensburg, Meteoritics & Planetary Science 56 (2021) 425-439, preprint arXiv:2101.02177

Kontakt: RNDr. Jiří Borovička, CSc., jiri.borovicka@asu.cas.cz