Klodeknuser eller dinosaurdreper mot Jupiter?

Et planetsystem, som det Jorda er en del av, er egentlig alltid kaotisk og en klode av ulik størrelse kan knuse eller kraftig skade en annen i løpet av planetsystemets historie. Tidlig i planetsystemets historie vil kollisjoner være mer vanlige, mens det seinere når antall planeter er blitt færre fordi de enten er knust eller sendt inn i sola eller ut av systemet så vil de havne i resonansbaner med hverandre. Det vil si at om en faller ut av si bane vil de andre etter en stund "korrigere" den tilbake. For eksempel er 8 runder for jorda rundt Sola helt lik 13 ganger rundt sola for Venus med noen timers margin. Dette regulerer bevegelsen til begge planeter sammen med de andre mer eller mindre heltallige forholdene til de andre planetene. Jupiter bestemmer også Jordens bane og kan forsinke eller forlenge jordåret med flere timer, men likevel ender det alltid over tid med samme lengde; 365,2422 jorddøgn. For å forstyrre dette alvorlig må en "planet" utenfra solsystemet komme inn og ødelegge den hårfine balansen eller resonanssystemet av en eller annen grunn slutte å virke som i dag.

Tor Einar Aslesen, styreleder Norsk Astronomisk Selskap

Det har aldri vært observert kometer eller asteroider med noen slik hastighet og det skyldes at verdensrommet er enormt og at det er få av disse bortløpte himmellegmene og enda færre vil treffe andre planetsystemer. Det er som sannsynligheten for at en mygg som starter i Trondheim på veg sørover skal kolliderre med en mygg som starter i Kristiansand og drar nordover.

Nå til den aktuelle «klodeknuseren» ved Jupiter. I et gravitsjonsfelt vil alle legemer bli akselerert. Hvis vi slipper en gjenstand «uendelig» langt borte fra med hastighet 0 km/s vil den, hvis den faller mot Jupiter få en hastighet av 59,5 km/s der skydekket på denne gassplaneten befinner seg. Hvis vi lar et legeme falle mot sola og tar vekk Jupiter vil hastigheten være omtrent 18 km/s ved Jupiters avstand fra Sola. På den annen side: hvis jeg vil ha et legeme f.eks. en rakett bort fra Jupiter så må den ha hastigheten 59,5 km/s for å komme bort:dvs ha null hastighet uendelig langt borte. Alle legemer som beveger seg bort fra en planet eller sola vil sakke farten på samme måte som den vil økes når den faller mot planeten. I praksis noe mer siden jeg også må løsrive romsonden fra å bremses av sola. Et legeme kan dermed ikke nå større hastighet enn 67 km/s når den har sitt opphav i solsystemet og kolliderer med Jupiter. Hvis et legeme har større hastighet enn dette så ville astronmene med en gang kunne si at dette legeme hadde mer enn null fart langt borte. Det vil si at det hadde fart fra et annet solssystem. Det er slengt inn i vårt solsystem fra et fjernt planetsystem. Men ingen er noensinne sett med slik hastighet: verken ved Jupiter eller ved Jorda.

Hvis vi lar derfor en asteroide med 500 m radius kollidere med minst 59,5 km/s så får vi en masse på 3,2 x 1011 kg hvis dette er en steinmeteoritt med tettheten er 5g pr kubikkcentimeter og en kinetisk energi på maksimum 4,6 x 1021 J. Noe mer men ikke vesentlig mer om vi lar den ha makshastigheten 67 km/s. Denne energien kan faktisk sammenliknes med et svært kraftig vulkanutbrudd som skjedde i USA for mange millioner år siden og som var på 1x1021 J (1).

Såret i Jupiters atmosfære vil bre seg utover som vi ser på bildet og danne en stadig større del av overflaten før den forsvinner. Men tallene her er selvfølgelig svært omtrentlige. Størrelsen på legemet som slo ned er sammenliknbart eller noe mindre i radius og masse med de aller minste av Jupiters over 60 måner. Den kunne kanskje ha knust en «klode» på den størrelsen men ikke noe mer. Hva definisjonen på en «klodeknuser» er vil være vanskelig å avgjøre uansett.

Jupiter er mer enn 5 ganger lenger fra sola enn Jorda og går i en nesten sirkulær bane i 13 km/s. En asteroide som går i en elliptisk bane rundt sola kan maksimalt ha en fart på 18 km/s i Jupiters avstand fra sola men kunne treffe Jupiter med en fart på 67 km/s når den trekkes mot planeten og kolliderer. Tilsvarende tall for Jorda er 30 km/s og 42 km/s (3). Maksfarten kan derfor bli den samlete av disse nemlig 72 km/s for en front-til-front kollisjon ved Jorda. Hvis vi noensinne skulle obervere en fart større enn 72 km/s så kan vi si med en gang at dette er en løgjenger fra et annet planetsystem. Men igjen: noe slik har aldri vært målt! Tilsvarende for Jupiter som nevnt over er 67 km/s. Motsatt vil en asteroide eller komet i samme retning som jorda treffe med hastighet 42km/s-30km/s = 12 km/s som også er nesten lik Jordas unnslipningshastighet og dermed også blir en minimumshastighet.

«Dinosaurdøderen» som falt ned for 65 mill år siden var antakelig 10 km i diameter og en kinetisk energi på 4x1023 J (2). Det tilsvarer en hastighet på 17,5 km/s i forhold til Jorda og en kinetisk energi som er minst 50-250 ganger sterkere enn nedslaget på Jupiter 19.juli i år. Dersom tettheten av «dinosaurdøderen» er halvparten vil denne farten øke med 41% til 25 km/s. Er asterioden mindre i utstrekning blir også forskjellen 8 x større for hver halvering av radius. Mer enn 10000 ganger svakere er derfor heller ikke usannsynlig. Kometdelene som falt ned på Jupiter i juli 1994 var mer en en kilometer i radius og ga helt klart større nedslag enn den som falt ned 19.juli 2009. Det er derfor rimelig å anta at meteoritten var under en kilometer i diameter.

Altså neppe en «dinosaurdreper» og langt mindre en «klodeknuser», men et skikkelig megavulkanutbrudd på Jorda kan det «svarte hullet» på Jupiter sammenliknes med! Nå har forøvrig hullet delt seg i to i Jupiters turbulente atmosfære. Men det er en annen historie som har med de enorme vindsystemene i Jupiters atmosfære.

Tor Einar Aslesen, styreleder Norsk Astronomisk Selskap

Referanser:
1. http://en.wikipedia.org/wiki/La_Garita_Caldera
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Chicxulub_crater
3. http://en.wikipedia.org/wiki/Escape_velocity