Jupiter je najteži igrač u Sunčevu sustavu: ima masu oko 318 Zemalja i kruži daleko iza Marsa. Zbog toga djeluje kao gravitacijski regulator koji stalno “poteže” asteroide i komete, mijenjajući im putanje i određujući što uopće može stići prema unutarnjim planetima. Kad se iz jednadžbe izbaci Jupiter, okoliš udara na Zemlji promijenio bi se, ali ne na način koji se može svesti na “više” ili “manje” sudara.
Znanstvenici su takva pitanja pokušali rješavati najizravnije: velikim dinamičkim simulacijama. Uspoređuju se scenariji s planetom nalik Jupiteru i bez njega, ili se u modelu Jupiterova masa postupno “pojačava” i “smanjuje” kako bi se vidjelo što se događa s dugoročnim stopama udara. Studije, međutim, ne polaze uvijek od istih izvora prijetnje, pa se i u javnosti zadržala jednostavna ideja o “Jupiteru kao štitu”, iako su rezultati složeniji.
Da bi se razumjelo zašto, treba prvo razjasniti što se zapravo računa kao rizik. Većina objekata koji ugrožavaju Zemlju spada u skupinu objekata bliskih Zemlji, najčešće asteroida, čije ih putanje dovode na udaljenost do 1,3 astronomske jedinice od Sunca. Ključna je i njihova “opskrbna linija”: odakle dolaze, jer Jupiter ne djeluje jednako na svaki izvor.
Mit o jednom “štitu”
Ideja štita nije izmišljena. Jupiter je dovoljno masivan da neka tijela preusmjeri na putanje koje završavaju izbacivanjem iz Sunčeva sustava. Dovoljno je masivan i da uhvati komet te ga raskomada, kao što se dogodilo s kometom Shoemaker–Levy 9, čiji su fragmenti udarili u Jupiter u srpnju 1994. Taj je događaj ostao kao upečatljiv primjer: divovski planet može “primiti” udar. Ali ista gravitacija može i preusmjeriti opasnost, umjesto da je ukloni.
Zato se pitanje ne svodi na to može li Jupiter zaustaviti poneki objekt, nego na to kakav je njegov ukupni učinak kroz dugo vrijeme: uklanja li više prijetnji nego što ih “dostavlja” u unutarnji sustav.
Kod asteroida je slika najzamršenija. Najveći rezervoar stjenovitog materijala u blizini unutarnjeg sustava je glavni asteroidni pojas između Marsa i Jupitera. Jupiterova gravitacija taj pojas oblikuje rezonancijama, orbitalnim “ritmovima” u kojima se ponavljani potisci s vremenom zbrajaju. Upravo ti učinci stvaraju Kirkwoodove zone, područja osiromašena asteroidima jer im putanje postaju nestabilne.
Nestabilnost je, međutim, dvosjekla. Asteroid može biti uklonjen iz pojasa, ali može biti i preusmjeren u prostor u kojem postaje objekt blizak Zemlji, s putanjom koja presijeca Zemljinu orbitu. U prvoj studiji serije koja je izravno ispitivala ideju “prijatelja ili neprijatelja”, astronomi Jonathan Horner i Barrie W. Jones zaključili su da je slika “far less clear cut” nego što se obično pretpostavlja te da divovski planet u nekim uvjetima može povećati stopu udara asteroida na Zemlju, ovisno o tome koliko učinkovito “dostavlja” objekte iz asteroidnog pojasa u blizinu Zemlje (International Journal of Astrobiology).
U prijevodu na običan jezik: Jupiter pomaže održavati neke od najučinkovitijih putova kojima materijal iz pojasa završava kao asteroid blizak Zemlji. Bez Jupitera dio tih putova mogao bi oslabjeti. Ali istodobno bi se dugoročna evolucija pojasa promijenila na način koji je teško svesti na jednu, urednu posljedicu, jer Jupiter također pomaže čistiti materijal i destabilizirati putanje koje bi inače ostale stabilnije. Zato u scenariju bez Jupitera asteroidi mogu predstavljati manji rizik u nekim režimima, a veći u drugima, ovisno o tome kako bi se sustav presložio kroz duga vremenska razdoblja.
Za komete je slika drukčija
Dugoperiodični kometi predstavljaju drukčiju vrstu opasnosti. Dolaze iz Oortova oblaka, vrlo daleko izvan planeta, i u unutarnji sustav ulijeću po strmim, brzim putanjama. Zbog tolikih udaljenosti Jupiterova gravitacija ondje ima osobitu težinu.
U radu koji se bavio kometima iz Oortova oblaka, Horner i Jones pokazali su da planet nalik Jupiteru bitno mijenja stopu udara na Zemlju iz te populacije. U njihovim simulacijama stopa udara padala je kako je masa divovskog planeta rasla, a “the greatest bombardment flux” pojavio se u scenariju bez divovskog planeta (International Journal of Astrobiology). To je najbliže onome što ljudi misle kad kažu da je Jupiter štit: kao gravitijski “izbacivač” može ukloniti dio kometa prije nego što dobiju priliku više puta prolaziti kroz unutarnji sustav.
Kratkoperiodični kometi, kometi duga perioda, uključujući takozvane komete Jupiterove obitelji, nalaze se između ta dva svijeta. Njihove su putanje oblikovane ponovljenim susretima s Jupiterom i prijenosima iz vanjskog Sunčeva sustava, kada objekti postupno lutaju prema unutra i postaju presjekači planetarnih orbita. Ključni je problem što Jupiter nije samo prepreka na putu: on je dio mehanizma koji takve komete uopće uvodi u kraće orbite. Bez Jupitera dio kometa možda se ne bi “preveo” u obitelji kakve danas pratimo. No Jupiter također pomaže izbaciti mnoge od tih objekata kad im se putanje raspadnu u nestabilnost, čime skraćuje razdoblje tijekom kojeg predstavljaju prijetnju. Drugim riječima, može istodobno i stvarati opskrbu i uklanjati je.
U cijeloj raspravi presudno je i vrijeme, detalj koji popularne verzije uglavnom preskoče. Današnja raspodjela malih tijela nije slučajna: struktura asteroidnog pojasa, populacije rezonantnih objekata i današnji broj kratkoperiodičnih kometa rezultat su milijardi godina Jupiterova gravitacijskog “gurkanja” i čišćenja. Kad bi Jupiter nestao preko noći, Zemlja ne bi odmah dobila uredno predvidljiv ishod. Kratkoročno bi prevladavali objekti koji su već na nestabilnim putanjama, a dugoročno bi sve ovisilo o tome kako bi se asteroidni pojas i kometski rezervoari polako presložili bez Jupiterova stalnog utjecaja
Čak i primjer Shoemaker–Levyja 9 pokazuje dvostruku narav. Dokazuje da Jupiter može preuzeti udar, ali i da hvata i zadržava objekte u svojoj blizini, mijenjajući gdje i kada dolazi do sudara.
U sustavu bez Jupitera takav scenarij hvatanja i udara na sam Jupiter ne bi postojao. Ostaje, međutim, otvoreno pitanje što bi ga zamijenilo i bi li se sudari češće preusmjeravali prema unutarnjim planetima.
Najčvršći zaključak iz objavljenih simulacija zato nije “da” ili “ne”, nego podijeljena presuda. Za komete iz Oortova oblaka rezultati upućuju da Jupiter smanjuje broj udara na Zemlju, pa bi njegovo uklanjanje povećalo upravo taj tok (International Journal of Astrobiology). Kod asteroida je slika manje intuitivna: simulacije pokazuju da Jupiter u nekim uvjetima može povećati broj udara, jer održava mehanizme koji iz asteroidnog pojasa izbacuju tijela na putanje koje presijecaju Zemljinu orbitu, pa jednostavna tvrdnja “Jupiter nas štiti” ne drži kada je riječ baš o asteroidima (International Journal of Astrobiology). U nebeskim razmjerima Jupiter ostaje ono što je oduvijek bio: sila koja upravlja prometom kroz Sunčev sustav, katkad kao zaštitna ograda, a katkad kao rampa prema opasnijim putanjama.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
