Vědci v laboratoři simulují úspěšný jaderný výbuch asteroidu

Vědci v laboratoři simulují úspěšný jaderný výbuch asteroidu

Záblesk rentgenového záření z jaderného výbuchu by mohl stačit k ochraně Země před blížícím se asteroidem. Vyplývá to z výsledků prvního experimentu.

Výsledky zveřejněné 23. září v Nature Physics ukazují „skutečně ohromující přímé experimentální důkazy o tom, jak účinná tato technika může být,“ tvrdí Dawn Graninger, fyzik z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory v Laurel, Maryland. "Je to velmi působivá práce."

Nathan Moore, fyzik ze Sandia National Laboratories v Albuquerque v Novém Mexiku, a jeho tým navrhli experiment tak, aby simuloval, co by se mohlo stát, kdyby byla jaderná bomba odpálena poblíž asteroidu. Vědci zatím zkoumali dynamiku tlakové vlny bomby, která vzniká expanzí plynu a tlačí proti asteroidu. Moore a jeho tým se však domnívají, že velké množství rentgenového záření produkovaného při explozi by mohlo mít větší vliv na změnu trajektorie asteroidu.

Tým použil Sandiin obrovský Z stroj, který využívá magnetické pole ke generování vysokých teplot a silného rentgenového záření. Vypálili rentgenové záření na dva testovací asteroidy, které byly velké asi jako kávová zrna. „Asi 80 bilionů wattů elektřiny protéká strojem po dobu asi 100 miliardtin sekundy,“ říká Moore. "Tento intenzivní elektrický náboj stlačuje plynný argon do velmi horké plazmy s teplotami milionů stupňů, což vytváří bublinu rentgenového záření."

Dva testovací asteroidy měly průměr asi 12 milimetrů a byly vyrobeny z křemene a silikagelu, aby odrážely různé složení asteroidů ve sluneční soustavě. Každý byl zavěšen na tenkém kousku fólie ve vakuu. Když rentgenová bublina zasáhla, rozřízla fólii jako nůžky a poslala asteroidy do volného pádu. To umožnilo pozorovat skutečný účinek rentgenového záření za podmínek podobných vakuu vesmíru. "To je úplně nové," říká Graninger. "Nikdy předtím jsem neslyšel, že by se něco takového dělalo."

Výsledky experimentu, který trval pouhých 20 miliontin sekundy, ukázaly, že vzorky křemene a oxidu křemičitého se před vypařováním zrychlily na 69,5 metru za sekundu a 70,3 metru za sekundu. Příčinou zrychlení byly rentgenové paprsky, které odpařovaly povrch asteroidů a vytvářely tah, jak plyn expandoval z jejich povrchů.

Moore říká, že výsledky ukazují, že tato technika by mohla být rozšířena na mnohem větší asteroidy, které měří asi 4 kilometry v průměru, aby je odvedly od kolizního kurzu se Zemí. "Obzvláště se zajímáme o největší asteroidy s krátkou dobou varování," říká. V těchto případech jiné přístupy, jako je naražení kosmické lodi do asteroidu – jak bylo provedeno v testu Double Asteroid Redirection Test (DART) v roce 2022 – „nemusí mít dostatek energie na to, aby to srazilo z kurzu“.

Mary Burkey, fyzik z Lawrence Livermore National Laboratory v Livermore, Kalifornie, popisuje studii jako „jednu z prvních velkých trháků, která se snaží zjistit, jak my na Zemi můžeme znovu vytvořit jadernou odchylku asteroidu“. Zdůrazňuje, že další experimenty zkoumají možnost, včetně těch, které používají vzorky meteoritů k přesnější simulaci složení asteroidů. "Planetární ochrana má mnohem více času v centru pozornosti," říká.

Moore doufá, že provede další experimentální testování techniky vychylování rentgenového záření, aby se zlepšila její účinnost. Jednoho dne by také mohl proběhnout test ve vesmíru, podobný misi DART, který by sledoval účinek na skutečný asteroid. „Nic nám v tom nebrání, kromě vůle to udělat,“ říká.

1. Moore, N.W. a kol. Nature Phys. https://doi.org/10.1038/s41567-024-02633-7 (2024).

Stáhněte si reference