Оценки Частоты Падений Чужих Артефактов на Землю
А.В. Архипов.
РИ НАН Украины, Харьков
Как показывает опыт земного человечества, неизбежно засорение
межпланетного пространства артефактами. Но, согласно результатам
численного моделирования движения астероидов [1], гравитационное
взаимодействие с планетами приводит к спонтанным выбросам
значительной
части (формально более трети) космического мусора из межпланетного
пространства в межзвездную среду. Существуют и другие эффективные
механизмы неизбежного самопроизвольного просачивания межпланетных
артефактов за пределы планетных систем [2]. Поэтому имеет смысл
оценить частоту возможных падений чужих предметов на Землю.
Так концентрация артефактов в межзвездной среде:
 =
0
 M C / m,
где:
0=4.43*10-42
км-3 - звездная плотность в окрестностях Солнца [3];
=0.3 - доля звезд
с планетами среди близких звезд, согласно оценке А.В.Тутукова [4] по
частоте встречаемости протопланетных дисков и статистике угловых
моментов компонентов кратных звезд;
M=1.8*1024 г. - масса потенциального сырья для
производства межпланетных артефактов (принята масса астероидов
Солнечной системы [3]);
C - доля сырья, преобразованная в межзвездные артефакты;
- доля планетных систем, засоряющих межзвездную
среду;
m - характерная масса артефакта.
Скорость артефактов относительно Солнца примем равной:
v=[X2+Y2+Z2+
( 12+
22 +
32)/3]
1/2 = 32.5 км/с
где:
X,Y,Z - компоненты скорости Солнца относительно ближайших звезд,
а 1,
2,
3 -
дисперсии скоростей ближайших звезд в декартовой системе координат по К.У.Аллену [3].
Эффективный радиус земной орбиты при взаимодействии артефакта с
гравитацией Солнца равен
A= 
(1 + (V/v)2)1/2,
где =1.5*108км
- геометрический радиус орбиты Земли;
V=42.1 $ км/с - параболическая гелиоцентрическая скорость на удалении 1 а.е. от Солнца.
Тогда для артефакта, оказавшегося на гелиоцентрическом расстоянии менее
,
вероятность падения на Землю равна:
 =
(R/ )2,
где R=6371 км - радиус Земли (поскольку эффективный радиус
Земли при столкновении с артефактом лишь на 2% отличается от
геометрического радиуса планеты). А искомая частота падений межзвездных
артефактов на Землю равна:
f = 
v A2
 2.7*10-8
[г/с]
C /m.
Пусть лишь в каждой сотой планетной системе в межзвездные артефакты
за все время существования Галактики преобразовано лишь 1% массы
астероидов Солнечной системы
(C = 10-2).
Тогда за время своего существования (4.5*109) Земля
аккумулировала бы порядка четырех тысяч 100г-артекфактов.
Столь многочисленная коллекция чужих предметов
вполне обнаружима в принципе. Но, к сожалению,
специалисты по метеоритике априорно отрицают возможность таких
находок, несмотря на интересные сообщения в научной литературе о
необычных болидах, странных "псевдометеоритах" и рукотворных предметах
в геологических слоях слишком большого возраста [2,5].
Возможность падения на Землю чужого мусора позволяет по-новому взглянуть
и на проблему панспермии. Ведь для заражения планеты формально
достаточно падения на ее поверхность даже одного нестерильного
артефакта. Согласно экспериментам, основным фактором стерилизации
артефактов в межзвездном пространстве является поток ультрафиолетового
излучения, который может быть ослаблен более чем в 30 раз оболочкой
толщиной в 0.15 мкм, состоящей из сконденсированного вещества
межзвездных молекулярных облаков [6]. Отсюда следует, что для
увеличения времени 10%-выживания спор бактерий со
150 лет
(как оценено в [6]) до
1010 лет достаточно толщины
такой оболочки в 0.94 мкм. Поэтому есть шансы на выживание спор во
время их межзвездных перелетов внутри артефактов микронных и
более размеров (например, типа замерзших капель топлива и фекалий,
выбрасываемых в космос нашими космическими аппаратами). Примем
m = 10-9 г (это соответствует артефакту поперечником
10 мкм и плотностью
1 г/см3,
в то время
как поперечник бактериальной споры
1 мкм). Как известно,
столь мелкие частицы космической пыли могут не достигать температуры
плавления и частично не подвержены термической стерилизации [7].
Пусть лишь одна планетная система в Галактике
10-11)
когда-то инжектировала в межзвездную
среду лишь одну миллионную часть массы астероидов Солнечной системы
(C = 10-6) в виде артефактов по 10-9 г каждый. Даже
тогда на поверхность Земли формально должно осесть порядка четырех
десятков пылинок-артефактов, способных содержать по
10-3
бактериальных спор или по
106 вирусов.
В свете этой оценки неудивительно, что
жизнь на Земле появилась почти сразу же после остывания планеты до
приемлемой температуры около 4*109 лет назад [8].
|