3I Atlasz

Kedves diákjaim, ezt most megusztuk, mondhatnánk, mert a 3I/ATLAS a Földhöz legközelebb december 19-én került, amikor mintegy 1,80 csillagászati egység (CSE) távolságra volt a Földtől, és a Napnál 2,28 CSE-re helyezkedett el a Leo (Oroszlán) csillagkép irányában. Ezután gyorsan távolodik a Naprendszerből, és már nincs a Föld közvetlen közelében. A jelenlegi helyzete tehát a belső Naprendszeren kívül, a csillagközi tér felé tartó, hiperbolikus pályán haladó objektumként értelmezhető. Folyamatosan történtek a  pálya számítások és megfigyelések, nem mintha tudtunk volna ellen tenni ha ütközünk vele. A földközelség után a 3I/ATLAS nagyon gyorsan halványodik, és hamar eltűnik a szemünk elől. Jelenlegi megfigyelési adatok szerint a Földtől való távolsága növekszik, és a Naprendszerből kirepülő pályáján halad. A legújabb pályaszámítások szerint december 19. után nincs újabb földközel, és az objektum hamarosan teljesen eltűnik a földi megfigyelések hatóköréből. A 3I/ATLAS tehát jelenleg már a Földtől távolodó, csillagközi térbe tartó üstökös, pályájának és irányának kiszámítása csillagászati megfigyelések és matematikai pályaszámítások alapján történik. A pálya meghatározásához legalább három különböző időpontban végzett pozíció-megfigyelés szükséges, amelyekből a pályaelemek (pl. excentricitás, pályasík, perihélium távolság) kiszámíthatók. Pályaelemek és az irány a 3I/ATLAS hiperbolikus pályán halad, excentricitása 6,30±0,15, ami azt jelzi, hogy nem kötött pályán mozog, hanem a Naprendszeren áthaladó csillagközi objektum. Pályájának iránya a Föld pályasíkjához (ekliptikához) képest csak kb. 5 fokos eltéréssel halad, tehát közel a bolygók pályasíkjához. A pályáját befolyásolják a Nap és a bolygók gravitációja, valamint megfigyeltek olyan nem gravitációs gyorsulást is, ami kismértékben módosíthatja az útvonalat. A pályaszámításokhoz a csillagászok az objektum égboltbeli pozícióit több időpontban rögzítik, majd ezekből számítják ki a pályaelemeket, például a hiperbolikus excentricitást és a perihélium távolságot. A pálya irányát a Naprendszerhez és a Tejútrendszerhez viszonyítva adják meg, amely alapján megállapítható, honnan érkezett és hova tart az üstökös. A pontos pályaszámításokhoz speciális szoftverek (pl. JPL Horizons, OrbFit) és sok megfigyelési adat szükséges, amelyeket tucatnyi megfigyelő állomás gyűjt össze, majd a kapott adatokat  elemzik. Az OrbFit egy szoftverrendszer, amely lehetővé teszi kisbolygók és majd később üstökösök pályáinak számítását, követését és előrejelzését az űrkutatásban. Kifejezetten orbitdeterminizálásra, pályaterjesztésre és égitestek égitestek égitestek ephemeris-készítésére szolgál. A szoftver különösen alkalmas az aszteroida pályák hosszú távú propagálására, beleértve a Yarkovsky és a YORP hatásokat, amelyek a kisbolygók mozgására hatnak. A NASA JPL Horizons rendszer szintén fontos eszköz, amely pontos ephemeridákat, orbitális elemeket és állapotvektorokat szolgált a Naprendszer szinte összes ismert égitestjéről, beleértve az aszteroidákat is. Ez a rendszer, amely online hozzáférést biztosít, elsősorban kutatási és űrmisszió tervezési célokra hasznos, és integrálja a különböző adatforrásokat, hogy pontos, napokra vagy hónapokra szóló előrejelzéseket nyújtson. Ezek az eszközök, az OrbFit és a Horizons, egymást kiegészítve segítik az űrkutatók és mérnökök munkáját az objektumok pályáinak meghatározásában, nyomon követésében és előrejelzésében.

Írányvektor

A 3I/ATLAS egy csillagközi üstökös, amely hiperbolikus, kötetlen pályát követ a Nap körül, tehát nem marad a Naprendszerben, hanem végleg elhagyja azt. A pálya excentricitása 6,30 ± 0,15, ami azt jelenti, hogy a pálya nagyon nyúlt, és az objektum nagyon gyorsan halad, a Naphoz képest a hiperbolikus többletsebessége 58 km/s.

Pályajellemzők

Excentricitás: 6,30 ± 0,15 (hiperbolikus pálya)[1]

Perihélium (a Nap legközelebbi pontja): 1,38 ± 0,02 CsE (206,4 ± 3,0 millió km), 2025. október 29-én

Hiperbolikus többletsebesség: 58 km/s[1]

A pályája retrográd, tehát ellentétes irányban kering a Nap körül, mint a bolygók

Galaktikus pálya

A 3I/ATLAS pályája a Tejútrendszer vastag korongján is áthalad, és a Galaxis fősíkjától távoli régióból indult. A pályája nem köti össze a Naprendszerrel, hanem egy másik csillagrendszerből érkezett, majd elhagyja a Tejútrendszert is.

Pályaszámítás

A pontos pályaszámításhoz szükségesek a pályaelemek (excentricitás, perihélium távolság, pályasík, stb.), amelyek alapján a pálya analitikusan kiszámítható. A 3I/ATLAS esetében ezek az adatok ismertek, így a pálya kiszámítható, és az objektum mozgása a Naprendszeren kívül is követhető. A 3I/ATLAS tehát egy hiperbolikus, csillagközi pályán mozgó üstökös, amelynek pályája nem kötődik a Naprendszerhez, és a jelenlegi ismereteink szerint teljesen kiszámítható fizikai törvények alapján.

A 3I/ATLAS pályájának kiszámításához Pythonban használhatjuk az orbitális paramétereket, például a fél nagytengelyt, excentricitást, inklinációt és más adatokat, majd ezek alapján meghatározhatod a pálya alakját és a Nap körüli mozgását. A 3I/ATLAS egy hiperbolikus pályán halad, tehát nem zárt ellipszis, hanem egyenesen távozik a Naprendszerből.

Alap paraméterek

Fél nagytengely: -0.26391794 CsE (negatív érték jelzi a hiperbolikus pályát)

Excentricitás: 6.1394177

Inklináció: 175.1131048°

Egyszerű Python program

Az alábbi pythonprogram egy egyszerűsített modell, amely kiszámítja a hiperbolikus pálya néhány pontját:

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

# Paraméterek

a = -0.26391794  # CsE, negatív = hiperbolikus

e = 6.1394177

i = np.radians(175.1131048)  # inklináció fokból radiánba

# Pálya pontjainak kiszámítása

theta = np.linspace(-np.pi, np.pi, 1000)  # igaz anomália

r = a * (1 - e**2) / (1 + e * np.cos(theta))  # hiperbolikus pálya sugár

# Koordináták

x = r * np.cos(theta)

y = r * np.sin(theta) * np.cos(i)

z = r * np.sin(theta) * np.sin(i)

# Megjelenítés

fig = plt.figure()

ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

ax.plot(x, y, z)

ax.set_xlabel('X (CsE)')

ax.set_ylabel('Y (CsE)')

ax.set_zlabel('Z (CsE)')

plt.title('3I/ATLAS pályája')

plt.show()

Ez a program a hiperbolikus pályát ábrázolja a megadott paraméterek alapján. A pontos pálya számításához további adatok (például perihélium időpontja, argumentum, csomóhossz) szükségesek lehetnek, amelyeket a csillagászati adatbázisokból szerezhetünk be.

Ha kihagyom a cimkéket, le tudom röviditeni a progit, de még így is nagyon sokáig fog számolni, persze ha nekem is meglenne a JPL Horizons, OrbFit szoftver gyorsabb lenne; 

import numpy as np;import matplotlib.pyplot as plt;a=-.26391794;e=6.1394177;i=np.radians(175.1131048);t=np.linspace(-np.pi,np.pi,1000);r=a*(1-e**2)/(1+e*np.cos(t));plt.figure().add_subplot(111,projection='3d').plot(r*np.cos(t),r*np.sin(t)*np.cos(i),r*np.sin(t)*np.sin(i),xlabel='X',ylabel='Y',zlabel='Z');plt.title('3I/ATLAS');plt.show()

A perihélium időpontja, argumentum, csomóhossz megadás után elvégzi a számítást, ha előtte a matplotlib.pyplot modult kell telepíteni a Python csomagkezelőjével, az pip-tel. A leggyakoribb módja a telepítésnek az alábbi parancs futtatása terminálban vagy parancssorban:

pip install matplotlib

Ezt követően importálhatod a Python scriptedbe így: import matplotlib.pyplot as plt.

Ha pedig telepítés után problémád lenne, ellenőrizheted a telepített matplotlib verzióját így:

import matplotlib print(matplotlib.__version__)

Hol az a határ ahol még biztonságosan elhaladhat a föld mellett egy aszteroida?

Jó kérdés, egy aszteroida akkor haladhat el biztonságosan a Föld mellett, ha a legközelebbi távolsága 7-8 százezer kilométer, mert akkor a holdat is elkerüli. A Föld és a Hold közötti átlagos távolság körülbelül 384 000 km, így ha egy aszteroida ennél többszörös távolságban halad el, az már általában biztonságosnak számít csillagászati szempontból. Az 2025 FA22 aszteroida körülbelül 835 000 km-re haladt el, ami körülbelül kétszerese a Föld–Hold távolságnak, és ezt is biztonságosnak minősítették.  2025. október 1-jén hajnalban a Föld mellett legközelebb haladó ismert aszteroida a 2025 TF, volt ami mindössze 420 kilométerre repült el a Föld felszíne felett, az Antarktisz térségében, ami azért veszélyes mert a hold legnagyobb távolsága is ennyi, ezért félő volt hogy összeütközik a holddal, ami végzetes lehet a földre. Sajnos hasonlóan szoros áthaladások lehetségesek a jövőben is, amik komoly kockázatot jelentek számunkra, és akinek még ez sem elég, akkor a 2025 KF aszteroida 2025. május 21-én közelítette meg a Földet, 115 ezer kilométeres távolságra, vagy a 2029. április 13-án az Apophis aszteroida ami nagyjából 30 ezer kilométerre haladt el, ami közelebb, mint a geostacionárius műholdak pályája, vagy az egyenlitő hossza 40 ezer kilóméter.  Hold legkisebb távolsága a Földtől, amikor a pályájának legközelebbi pontján (perigeum) van, körülbelül 363 104 kilométer. Ez a távolság változik, mert a Hold pályája nem tökéletes kör, hanem kissé megnyúlt ellipszis. A maximális távolság (apogeum) körülbelül 405 696 kilométer, míg az átlagos távolság 384 400 kilométer. Már egy 140 méter átmérőjű is végzetes lehet. A Chicxulub, átmérője nagyjából 10 km, és azok komoly globális katasztrófát okozhatnak, ha becsapódnak a Földbe. A hírek szerint 2025-ben több kisebb aszteroida is közel kerül a Földhöz, a legnagyobbik mérete hozzávetőleg 60 méter körüli, és a becslések szerint azok 266 ezer km-re megközelítik a Földet, így nem jelentenek azonnali veszélyt. 

Veszélyes aszteroidák méret szerint

 

Méret Potenciális veszély esetén Példa    

140-300 méter Változó, de veszélyes lehet 2024 YR4, 2025 KT1 (60m)    

1 km felett Globális katasztrófa Chicxulub (10 km)  

Az összegzés szerint, ha egy nagyobb, 140 méternél nagyobb aszteroida ütközne, az súlyos globális károkat okozhatna, míg a kisebbek, mint a 50-60 méteresek, kissebb károkat okoznak (Tunguszka- atombomba méretű kárt okozott) a 30 méternél kisebbek nagy eséllyel elégnek.

A Földet a világűrből többféle objektum és jelenség veszélyeztetheti, elsősorban természetes eredetűek, de az ember által készített űrszemét is komoly kockázatot jelenthet. Az asteroidák és meteoritok közül ha egy nagyobb méretű aszteroida vagy meteor becsapódik a Földbe, súlyos pusztítást okozhat, akár tömeges kihalásokat is eredményezhet.A hírhedt kometák: Hasonlóan veszélyesek lehetnek, különösen ha pályájuk a Föld közelébe vezet. A kométa, más néven üstökös, egy égitest, ami jégből, porból és kőzetekből áll, és a Nap körül kering; napközelben a napsugárzás hatására fénylő por- és gázburok (kóma) és hosszú csóva (farok) keletkezik, ami miatt láthatóvá válik, innen a görög "hosszú hajú csillag" elnevezés. Összetétele fagyott gázok (víz, szén-dioxid, metán) és porszemcsék, kőzetek keveréke, a Naprendszer külső, hideg területeiről származnak. Elliptikus pályán mozognak a Nap körül, a kóma (fej): amikor a kométa a Nap közelébe ér, a napfény felmelegíti, és a jég szublimál (közvetlenül gőzzé válik), porral együtt kifelé áramlik, létrehozva a fénylő burokot. A csóva vagy farok a Nap szélnyomása és a napsugárzás taszítja a kóma anyagát, ami hosszú, fénylő csóvát képez a kométa mögött. Láthatóság:a általában csak akkor válnak feltűnővé, amikor közelítenek a Naphoz, ekkor a kóma és a csóva teszi őket fénylővé. Napkitörések (solar flares): Az erős napkitörések elektromos és kommunikációs rendszereket rongálhatnak, akár globális káoszt is okozhatnak. Gamma-sugárzásos robbanások (gamma-ray bursts): Ezek az űrből érkező hatalmas energiájú robbanások, ha közelről érnek el bennünket, súlyosan károsíthatják az ózonréteget, így a Föld életét veszélyeztetik. Szupernóvák: Ha egy csillag szupernóvává robban a Föld közelében, a kibocsátott sugárzás súlyosan károsíthatja az életet a Földön. De itt vannak még az ember által készített veszélyforrások, mint az űrszemét: A Föld körüli pályán keringő törmelékdarabok, például elavult űrhajók vagy rakétarészek, veszélyeztethetik az aktív űreszközöket és akár a Föld felszínét is, ha a pályájuk megváltozik. Tehát kijelenthetjük. hogy a legnagyobb veszélyforrások közé tartoznak a nagyobb aszteroidák, kometák, napkitörések, gamma-sugárzásos robbanások és szupernóvák, valamint az ember által készített űrszemét. Ezek a veszélyek különböző mértékben és különböző időtávokban fenyegethetik a planétánkat. A planéta (bolygó) olyan nagy tömegű égitest, amely egy csillag körül kering, elég nagy ahhoz, hogy saját gravitációja gömb alakúra formálja, de nem elég ahhoz, hogy a magjában nukleáris fúzió induljon be (mint egy csillagban).

A planétánk ózonrétegét mi magunk semmisitjük meg. Ha megsemmisülne az ózonréteg, az súlyos következményekkel járna a Föld élővilágára nézve. Az ózonréteg a légkörben védi az élőlényeket a káros ultraibolya (UV) sugárzástól, így annak hiányában jelentősen megnőne a Föld felszínére jutó UV-A, UV-B és UV-C sugarak mennyisége. Több bőrrák és szürkehályog esetet látnánk, valamint a vakság aránya is nőne. Az UV-C sugarak sterilizálnák a növényeket, elpusztítanák a cianobaktériumokat, amelyek fontosak a termőföldek termékenységéhez, így éhínség is kialakulhatna. A fauna és a flóra, az emberi és állati sejtek DNS-rombolása miatt az immunrendszer gyengülne, súlyos betegségek terjednének el. A planktonok és a tengeri tápláléklánc alján álló élőlények elsőként pusztulnának el, ami tömeges pusztuláshoz vezetne a vízi és szárazföldi élővilágban. A növények terméketlensége és a termőföldek meddővé válása miatt a mezőgazdaság is súlyosan szenvedne. Főleg a klórt, fluorot és brómot tartalmazó CFC és HFC gázok (pl. freonok), amelyek a légkörbe kerülve, UV sugárzás hatására lebomlanak, és a szabaduló elemek ózonmolekulákat bontanak le. Egyetlen klórmolekula akár 100 000 ózonmolekulát is lebont, a bróm pedig még hatékonyabb ózonbontó. 

Összességében az ózonréteg megsemmisítése globális katasztrófához vezetne, ezért a CFC-k korlátozására szolgáló nemzetközi egyezmények (pl. Montreali Jegyzőkönyv) rendkívül fontosak. Az ózon bomlás és a katalitikus bontás, amelyeket a sztratoszférában megtalálható halogénezett szénhidrogének és más szabadgyökök katalizálnak. Az egyik fő folyamat az, hogy a halogénezett szénhidrogének, például a CFC-k (klór-fluor-karbonok), UV-sugárzás hatására bontanak, és felszabaduló klór- vagy bróm-atomok katalizálják az ózon bontását. Ezek az atomi halogén gyökök ciklikusan reagálnak az ózonnal, ahol a klór vagy bróm atomja az ózon egyik oxigénatomját leválasztja, így oxigéngázzá alakulva, miközben magát az ózont bontja. A folyamatok között szerepel a fotolízis, amikor az UV-sugárzás hatására az oxigénmolekulákból oxigénatomok keletkeznek, melyek az ózon bomlásához vezetnek, és a szerves anyagok oxidációja is, ami szintén elősegíti az ózon elvesztését. Tehát az ózon bomlásának fő mechanizmusa a halogénezett szénhidrogének katalitikus ciklusai alapján működik, amiket UV-sugárzás aktivál, és azok az ózon molekulák oxigénjét bontják...

 Egy 1 kilométeres vagy nagyobb aszteroida becsapódása átlagosan 300 000–500 000 évente történik meg, míg egy dinoszauruszokat kihaltató, 10 kilométeres aszteroida becsapódása kb. 100–200 millió évenként fordul elő. A kisebb aszteroidák gyakorisága igen sűrű, körülbelül 10 méteres aszteroidák hat-tízévente lépnek be a Föld légkörébe, de jellemzően nem okoznak komoly károkat. 100–300 méteres aszteroidák kb. 5000–10 000 évenként csapódnak be, ilyenkor már várospusztító hatásuk lehet. Szerintem sokkal sűrűbben csapódnak be aszteroidák, csak legtöbbször elégnek a súrlódástól, vagy átrepülnek, vagy olyan helyen érnek földet ahol nincsenek emberek. Nagyobb becsapódások hatása egy 1 kilométeres aszteroida becsapódása globális következményekkel járhat, például klímaváltozás, tűzeső, vulkánkitörések. A dinoszauruszokat kihalásakor, 10 kilométeres aszteroida becsapódása óriási katasztrófát okozott, ilyen események ritkák, de katasztrofálisak. Összességében tehát a nagy aszteroidák becsapódása igen ritka, de rendkívül veszélyes esemény, bár a nagy számok törvénye alapján mégsem lehet kizárni.