Kategorie
Kosmologia

Pas Kuipera i obłok Oorta

Pas Kuipera i obłok Oorta

Powszechnie uważa się, że za rodziną planet naszego Słońca kryje się absolutna pustka, rozciągająca się przez wiele lat świetlnych dopóki nie natrafimy na inną gwiazdę. W rzeczywistości wiele wskazuje na to, że przestrzeń kosmiczna wokół Układu Słonecznego wypełniona jest kometami, małymi światami o kilkukilometrowej średnicy, obfitującymi w wodę i inne składniki chemiczne stanowiące podstawę życia […] to właśnie komety, a nie planety, są głównym potencjalnym środowiskiem życia w kosmosie. FREEMAN DYSON, 1972

Za Neptunem rozciągają się dwie strefy wypełnione obiektami wielkości planetoid, bogatymi w materiały lotne. Najbliższą strefą jest pas Kuipera. W jego skład wchodzą miliony lodowych planetoid orbitujących mniej więcej w tej samej płaszczyźnie co planety (w płaszczyźnie ekliptyki). Obszar ten zaczyna się w odległości jakichś 40 jednostek astronomicznych od Słońca i rozciąga się na przestrzeni 10 tysięcy jednostek astronomicznych. Dalej orbity są przypadkowo zorientowane w przestrzeni, a pas przechodzi w sferyczną chmurę – obłok Oorta – w której znajdują się biliony lodowych ciał otaczających nasz Układ Słoneczny i która kończy się w odległości 100 tysięcy jednostek astronomicznych od Słońca, zaledwie w pół drogi do najbliższej gwiazdy. Ze względu na ich olbrzymią odległość od Słońca, obiekty te orbitują bardzo powoli. W odległości 10 tysięcy jednostek astronomicznych, na przykład prędkość obiegu ciał wokół Słońca wynosi jedynie 300 m/s (Ziemia porusza się po orbicie z prędkością 30 tysięcy m/s), wystarczy więc niewielka zmiana prędkości, by radykalnie przeobrazić ich orbitę. Wierzymy, że takie zakłócenia orbity zdarzają się w sposób naturalny, gdy przelatujące w pobliżu Słońca gwiazdy, czarne karły, brązowe karły lub planetoidy wytrącają ciała obłoku Oorta z orbit swoim polem grawitacyjnym. Kiedy tak się dzieje, jedna lub więcej lodowych planetoid może zostać przemieszczona z zewnętrznych obszarów Układu Słonecznego. Spadając w stronę Słońca, planetoidy osiągają olbrzymie prędkości, a gdy materiały lotne zaczynają parować, widać jak z blaskiem przemierzają wewnętrzny Układ Słoneczny jako olbrzymie młode komety.

Odkryta niedawno kometa Hale-Bopp należała do takich ciał. Świat dowiedział się o jej istnieniu za sprawą dwóch miłośników astronomii, którzy odkryli ją, gdy znajdowała się jeszcze za Saturnem, dalej niż którakolwiek z dotychczas odkrytych komet. Ale do tego czasu – wiosny 1995 roku – poruszała się już z olbrzymią prędkością i 2 lata później przecięła orbitę Ziemi. Kometa Hale-Bopp nie przeleciała blisko naszej planety. Gdyby jednak zmierzała w naszą stronę, zanim zdołalibyśmy ją odkryć, leciałaby już zbyt szybko, by można było zmienić jej trajektorię.

W przeszłości zdarzały się już zderzenia z kometami, czego rezultaty były podobne do kolizji z planetoidami. W przeciwieństwie jednak do planetoid znajdujących się w wewnętrznym Układzie Słonecznym, które mogą, z założenia, zostać namierzone i których trajektorie da się obliczyć na wiele okrążeń przed ewentualnym zderzeniem z Ziemią, lodowe ciała z obłoku Oorta mogą wynurzyć się z ciemności i uderzyć w nas, korzystając z zaskoczenia. Jedynym sposobem na opanowanie tych ciał jest ich namierzenie i zmiana trajektorii, kiedy znajdują się jeszcze bardzo daleko od Ziemi. To znaczy, że kiedyś w celu zapewnienia bezpieczeństwa naszej planecie będziemy musieli utrzymywać placówki ludzkie zarówno w pasie Kuipera, jak i w obłoku Oorta.

Ale mogą istnieć inne powody, dla których ludzie pragnęliby zasiedlać rozległy archipelag kosmicznych wysp. Z badań prowadzonych nad kometami wynika, że lodowe ciała pochodzące z obłoku Oorta są bogate nie tylko w wodę, lecz także w węgiel i azot, które stanowią podstawę związków chemii organicznej i życia. Ponadto można w nich znaleźć kilka pierwiastków o kluczowym znaczeniu dla przemysłu, takich jak żelazo, krzem, magnez, siarkę, nikiel i chrom. Występują one w skromnych, ale prawdopodobnie wystarczających ilościach. Dlatego niektórzy uczeni, w tym profesor Uniwersytetu w Princeton, Freeman Dyson, widzą w nich arenę dla ludzkich działań w przyszłości.

Jest to wizja dość śmiała, ale nie pozbawiona sensu. Ludzie zamieszkujący takie obiekty nie potrzebowaliby zbyt wiele stali do stawiania budowli. Występujący tam lód – lekki, tani i niezwykle trwały przy temperaturze 20 K (-253°C) – doskonale spełniałby funkcję materiału budowlanego. By skompensować braki siły roboczej na małych, rozproszonych w przestrzeni kosmicznej koloniach, będziemy musieli skorzystać z pomocy robotów i w pełni wykorzystać nasze wszechstronne uzdolnienia,-ale możliwe, że wcześniejsze doświadczenia kolonizatorów głównego pasa planetoid ułatwią realizację tego zamierzenia. Największym problemem pozostanie energia. Niektórzy proponowali skupianie światła gwiazd, ale koncepcja ta nie bazuje na zdrowym rozsądku. Aby uzyskać 1 megawat energii, musielibyśmy dysponować zwierciadłem rozmiarów Stanów Zjednoczonych. Alternatywnym rozwiązaniem opartym na naszej dzisiejszej wiedzy fizycznej jest użycie syntezy termojądrowej. Do pasa Kuipera można dostarczać hel 3 wydobywany w okolicach Neptuna. Kolonie w obłoku Oorta byłyby zbyt odległe, by czerpać zasoby z Układu Słonecznego, natomiast wszystkie lodowe planetoidy powinny zawierać złoża deuteru, więc koloniści mogliby budować reaktory wykorzystujące to paliwo. Wiemy jednak, że hel istnieje w postaci ciekłej w temperaturze poniżej 5 K (-268°C), a takie temperatury panują w odległości 3000 jednostek astronomicznych od Słońca. Możliwe więc, że hel występuje w odleglejszych obszarach obłoku Oorta. Hel jest drugim najbardziej powszechnym pierwiastkiem we Wszechświecie i w niskich temperaturach mógłby być przechwytywany przez wodorowe obiekty lodowe. Dla kolonizatorów obłoku Oorta taki obiekt stanowiłby niezwykle wartościowe znalezisko.

Niewykluczone, że to samo pragnienie podróży i nowych doznań, które popchnie pokolenia kolonistów do zasiedlenia pasa planetoid w XXI wieku, skieruje również ich potomków ku milionom dziewiczych światów w pasie Kuipera. Zastanawiamy się, po cóż mieliby oni tam lecieć? Po co jednak mieliby pozostać na planecie, której społeczny porządek i kierunek rozwoju zostały zdefiniowane przez dawno wymarłe pokolenia, skoro mogliby zostać pionierami i uczestniczyć w tworzeniu Nowego Świata zgodnie z własnymi przekonaniami? Potrzeba tworzenia jest przecież immanentną cechą ludzkości. Dlatego kiedy już wyruszymy w kosmos, nasza wędrówka nie będzie miała końca.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *