Skąd się biorą komety

Na obrazach jest piękna, ogromna, z imponującym warkoczem. Astronomowie wciąż się spierają, czy mogła to być kometa, czy raczej planety. W jednym się tylko zgadzają: komety odegrały doniosłą rolę. Możliwe, że bez nich w ogóle nie powstałoby życie.

Gwiazda, która przyświecała mędrcom

Trudno ustalić, kiedy Gwiazdę Betlejemską uznano za kometę. – Prawdopodobnie pierwszy w ten sposób namalował ją w 1304 r. Giotto di Bondone na fresku „Pokłon Trzech Króli” – mówi astronom Jerzy Rafalski z Planetarium Astronomicznego im. W. Dziewulskiego w Toruniu. Od tamtej pory wyobrażeniu Gwiazdy Betlejemskiej towarzyszy charakterystyczny dla komet warkocz. Od lat trwają więc poszukiwania komety, która mogła być widoczna dwa tysiące lat temu nad Palestyną. Zadanie jest o tyle trudne, że przecież dokładnie nie wiadomo, kiedy urodził się Jezus.

Czytaj też: Lód znajdowany w kometach bardzo się różni od ziemskiego. Co to oznacza? Najpierw naukowcy muszą odtworzyć to, co działo się tutaj 4,5 miliarda lat temu

Astronomowie sprawdzali więc, co działo się na niebie kilka lat przed oficjalną datą narodzin Jezusa i kilka lat po niej. Założyli, że starożytni sprawozdawcy nie przywiązywali dużej wagi do chronologii wydarzeń. Dlatego pod uwagę brano nawet widowiskową i odpowiadającą dokładnie temu, co namalował di Bondone, kometę Halleya, która co 76 lat zbliża się do Słońca. – Przelatywała nad Ziemią w 12 r. p.n.e., a to zdecydowanie zbyt wcześnie, aby mogła być kandydatką na Gwiazdę Betlejemską – mówi Jerzy Rafalski. Prawdopodobnie di Bondone obserwował kometę Halleya dwa lata przed namalowaniem „Pokłonu Trzech Króli” w 1301 roku i widok ten zrobił na nim wielkie wrażenie.

Zdaniem prof. Colina Humphreysa z Cambridge University, idealną kandydatką jest kometa, która była widoczna nad Ziemią w 5 r. p.n.e. i o której wspominają starożytne chińskie źródła. Pojawiła się w gwiazdozbiorze Koziorożca i wolno przesuwała się po niebie na tle gwiazd, co odpowiada opisowi w Ewangelii według św. Mateusza.

Całkiem możliwe, że uwagę mędrców ze Wschodu, którzy wyruszyli w długą drogę na powitanie Mesjasza, zwróciło nie jedno zjawisko astronomiczne, ale kilka. – Doszło wtedy do koniunkcji dwóch planet, Jowisza i Wenus, co jest zjawiskiem rzadszym niż pojawienie się komety – opowiada Rafalski. Widać było wówczas na niebie, że planety najpierw zbliżały się do siebie, aby dokładnie 17 czerwca 2 r. p.n.e. zlać się w jeden jasny obiekt. – Mędrcy mogli zobaczyć na niebie nieznany wcześniej znak, którym było zlanie się dwóch planet – tłumaczy toruński astronom.

Gwiazdą Betlejemską mogła być też koniunkcja nawet trzech planet – Jowisza, Saturna i Marsa, do której doszło w 6 r. p.n.e., a także wybuch supernowej, co sugerował XVII-wieczny astronom Johannes Kepler.

Przyczyna zła wszelkiego

Zjawisko, które skłoniło Trzech Króli do wyprawy, musiało być doniosłe. Pojawienie się komety raczej nim nie było. – Nie zrobiłoby na nich specjalnego wrażenia. Przeloty komet obserwowane są bowiem od zarania dziejów. Zdarzają się co 10-20 lat, czyli stosunkowo często. Co więcej, zazwyczaj pojawienie się komety traktowane było jako bardzo zła wróżba, czemu więc Trzej Królowie mieliby wziąć to za dobrą monetę – zwiastowanie przyjścia Mesjasza? – argumentuje Jerzy Rafalski.

Arystoteles uważał, że komety powstają w wyniku zapalania się oparów ziemskich w górnych warstwach atmosfery. Nie mają więc nic wspólnego z kosmosem. I zwiastują katastrofy naturalne – od suszy po powodzie.

Również polscy historycy i kronikarze wiązali komety z nieszczęściami. Jan Długosz pisał, że kometa z 1264 r. mogła zapowiedzieć śmierć papieża Urbana, w Polsce wywołać wielki pomór bydła, a ogromna z 1472 r. przyniosła całą serię nieszczęść.

Przez kolejne stulecia wiedza nie zwiększyła się znacząco, ale teorii na temat powstawania komet było co niemiara. Wielu uczonych wierzyło w teorie Arystotelesa, że to kule ognia w atmosferze i że poruszają się w linii prostej. Pogląd ten próbował obalić Holender Tycho Brahe, który dowiódł, że przelatująca w 1577 r. jasna kometa znajduje się aż cztery razy dalej od Ziemi niż Księżyc. Ale hipoteza Arystotelesa trzymała się mocno. Nawet Galileusz, który zaobserwował kometę w 1618 r., był przekonany, że jest ona złudzeniem optycznym wywołanym przez zjawiska w atmosferze Ziemi. Prowadził zajadłe kłótnie z astronomami, którzy prawidłowo lokalizowali trajektorię komet daleko poza atmosferą naszej planety.

Trzeba było kolejnych kilkudziesięciu lat, aby ugruntował się pogląd, że komety to ciała niebieskie poruszające się w kosmosie po ustalonych orbitach. Czasami ta orbita jest elipsą, co sprawia, że ta sama kometa wiele razy wraca w pobliże Ziemi. Prawidłowość tę odkrył w 1705 r. angielski astronom Edmond Halley, który badał archiwalne zapiski dotyczące bardzo jasnych komet, pojawiających się nad Ziemią w 1531, 1607 i 1682 r. Ustalił, że za każdym razem była to jedna i ta sama kometa, która od tamtej pory nazywana jest kometą Halleya.

Okruchy z nieba

Kometa Halleya jest jedną z najbardziej znanych. A że jest doskonale widoczna, każdy jej przelot w pobliżu Ziemi wywołuje sensację. Jednak komety w naszym kosmicznym sąsiedztwie pojawiają się stosunkowo często – co kilka lat, a czasami kilka razy w roku. Wynika to z budowy naszego Układu Słonecznego, w którym są nie tylko planety i ich księżyce, ale także zbiorowiska kosmicznego gruzu i lodu. – Jeden z tych obszarów to Pas Kuipera, w skład którego wchodzą Pluton i mniejsze planetoidy.

Z zewnętrznych części Pasa Kuipera pochodzą komety krótkookresowe, które mają orbity niezbyt oddalone od Słońca i zbliżają się do niego z częstotliwością większą niż co dwieście lat – mówi Jerzy Rafalski. Do komet krótkookresowych należy m.in. kometa Halleya, która co około 76 lat okrąża Słońce, a potem, po bardzo wydłużonej orbicie leci daleko poza orbitę Neptuna i tam zawraca w kierunku naszej gwiazdy.

W pobliże Ziemi przylatują nawet komety z innych układów słonecznych. Pierwszą taką kometę 2l/Borisov odkrył zaledwie rok temu rosyjski astronom Giennadij Borysow. Ten międzygwiezdny obiekt prawdopodobnie zbliżył się w swoim rodzimym układzie słonecznym do jakiejś planety. Jej siła grawitacyjna wystrzeliła go w przestrzeń międzygwiezdną, poza obszar grawitacji macierzystej gwiazdy. Pędząca kometa okrążyła Słońce i odleciała w kierunku odległych gwiazd.

Z lodowego pasa

Taki gwiezdny przybysz to jednak ogromna rzadkość. Większość komet, które przylatują w okolice Ziemi co kilkaset lat, pochodzi z najdalszych zakątków Układu Słonecznego – Obłoku Oorta. Ta kosmiczna struktura znajduje się poza heliosferą, czyli strefą, do której dociera wiatr słoneczny i która jest uznawana za granicę naszego układu planetarnego. Tworzy ją gigantyczne skupisko skamieniałych kawałków lodu, które jak chmura otaczają Układ Słoneczny w odległości około roku świetlnego od Ziemi. – Komety krótkookresowe, jak i nadlatujące z najdalszych rubieży Układu Słonecznego, są do siebie podobne. To nieregularne kule lodu i śniegu pokryte pyłem. Zaliczane są do najciemniejszych obiektów w Układzie Słonecznym. Dobrze widoczne są dopiero wtedy, gdy zbliżają się do Słońca. Wtedy lód na ich powierzchni zaczyna zamieniać się w gaz, który jest rozwiewany przez wiatr słoneczny. To z tej ulatującej pary wodnej tworzy się widowiskowy, świecący warkocz komety – mówi Rafalski.

Każde zbliżenie się komety do Słońca sprawia, że traci ona część swojej masy, a ulatująca materia pozostawia na jej powierzchni zapadliska i wyrwy. – Wygląda to podobnie jak stary śnieg na wiosnę w pobliżu dróg – mówi Rafalski. O tym, jak bardzo nieregularna bywa powierzchnia komety, przekonali się boleśnie organizatorzy misji Rosetta, sondy wysłanej w 2004 r. w kierunku niewielkiej komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko. Sonda miała zbliżyć się do komety w listopadzie 2015 r. i wysłać na nią próbnik Philae, który miał przeprowadzić dokładne badania. Philae wylądował w jednej z lodowych rozpadlin i tam pozostał unieruchomiony bez możliwości przeprowadzenia większości zaplanowanych badań.

Roznosicielki życia

Sonda Rosetta miała pomóc w ustaleniu, czy komety mogły mieć wpływ na powstanie życia na Ziemi. Wiadomo było, że dostarczyły one na naszą planetę wodę, której Ziemia na początku istnienia miała mało. Zmieniło się to po tak zwanym wielkim bombardowaniu około czterech miliardów lat temu, kiedy na Ziemię spadły miliony kamiennych meteorytów i lodowych komet. Było ich tak dużo, bo gazowe olbrzymy – Jowisz i Saturn, których grawitacja dziś zatrzymuje większość komet – miały jeszcze niestabilne orbity i spychały w stronę Słońca deszcz lodowych odłamków z obrzeży Układu Słonecznego.

Skoro więc komety zasiliły Ziemię w wodę, mogły też przynieść aminokwasy, podstawowe związki węgla, z których składają się organizmy żywe. Taka śmiała hipoteza pojawiła się pod koniec XX wieku, ale do niedawna nie można jej było zweryfikować. Pierwszy dowód udało się zdobyć w 2004 r., kiedy sonda Stardust pobrała próbki pyłu z ogona komety Wild 2, przelatującej w odległości 320 mln km od Ziemi. Badania chemiczne wykazały, że w pyle są mikroskopijne ilości glicyny, najprostszego z 20 istniejących na Ziemi aminokwasów, budujących białka. Kolejnych informacji dostarczyła misja Deep Impact, wysłana w 2005 r. Sonda zerwała wierzchnią warstwę i dostała się do lodowego jądra komety Tempel 1, w którym wykryto bogactwo cząstek organicznych zbudowanych na bazie węgla. Czyli takich, z których powstało życie na Ziemi.

Najnowsze odkrycia dowodzą, że komety mają w swoim składzie wszystkie pierwiastki niezbędne do zbudowania żywych organizmów – węgiel, wodór, azot, tlen, siarkę, a nawet fosfor. Do niedawna sądzono, że niewielkie ilości fosforu znajdujące się w kometach są dla powstania życia bezużyteczne. Pierwiastek ten wykrywany był jedynie w apatycie. – To twardy minerał, z którego fosfor nie jest w stanie się uwolnić – uważa dr Harry Lehto z fińskiego uniwersytetu w Turku. Jak jednak wykazał dr Lehto, badając skład chemiczny ogona komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko, fosfor znajduje się w kometach także w formie cząsteczek rozpuszczalnych w wodzie, a więc mogących posłużyć do budowania żywych organizmów.

Możliwe więc, że kometom, które ludzie przez tysiąclecia obwiniali o wszelkie nieszczęścia, zawdzięczamy nasze istnienie – od pierwszych, prostych organizmów zbudowanych z kosmicznych aminokwasów, po zwierzęta i ludzi, wśród których dwa tysiące lat temu w małej stajence w Betlejem miało narodzić się niezwykłe dziecko.

Zobacz też: Niebo zanieczyszczone światłem. Jak dobrze oglądać gwiazdy?

Zgłoś naruszenie/Błąd