De röntgenstraling van een kernexplosie kan de baan van een planetoïde die op ramkoers ligt met de aarde veranderen en zo een fatale inslag voorkomen. Dat blijkt uit labexperimenten met nagebootste mini-planetoïden.
Een meteorietinslag kan desastreuze gevolgen hebben voor het leven op aarde. Dat blijkt wel uit de inslag van 66 miljoen jaar geleden die leidde tot het uitsterven van vele diersoorten, waaronder de dinosauriërs.
Wetenschappers houden zich daarom al decennia bezig met de vraag wat je kunt doen als zo’n ruimterots op ramkoers ligt met de aarde. Een van de ideeën is om een aanstormende planetoïde met een kernbom op te blazen of uit koers te duwen (ja, dat is een serieus idee, en niet alleen het scenario van de film Armageddon). Maar hoe onderzoek je of dat werkt?
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Amerikaanse onderzoekers hebben nu een methode ontwikkeld om in een lab te testen of de röntgenstraling-uitbarsting van een kernbom het pad van een planetoïde kan afbuigen. De eerste, veelbelovende testresultaten verschenen in het vakblad Nature Physics.
Labexperiment
In hun experiment keken de onderzoekers wat er gebeurt als je een kernbom zou laten ontploffen vlak naast een planetoïde. Specifiek onderzochten ze het effect van de uitbarsting van röntgenstraling die vrijkomt bij een kernexplosie.
‘Er zijn in de afgelopen decennia verschillende methoden voorgesteld om onze planeet te beschermen’, vertelt natuurkundige Nathan Moore van Sandia National Laboratories in de Verenigde Staten. Zo kun je een ruimtesonde op de planetoïde laten botsen, zoals getest is met de DART-missie. Ook kun je krachtige laserstralen op het object richten of het een duw geven door een schokgolf of een röntgenuitbarsting te veroorzaken. Die laatste methode lijkt het meest geschikt om een aanstormende ruimterots een zodanig zetje te geven dat hij de aarde mist.
Maar die röntgenuitbarstingstechniek was nog nooit goed getest. Dat hebben Moore en zijn collega’s nu gedaan door in een labexperiment krachtige röntgenstralen af te vuren op mini-namaak-planetoïden ter grootte van koffieboontjes.
Namaak-planetoïde
Het produceren van de röntgenstraling voor dit experiment was geen probleem. Moore kon hiervoor gebruik maken van de zogeheten Z-Machine, die een intense elektrische golf veroorzaakt die argongas samenperst tot een gloeiendheet plasma dat krachtige röntgenstraling uitzendt.
Het produceren van een namaak-planetoïde was ook haalbaar. Daarvoor gebruikten ze stukjes kwarts en silica ter grootte van een koffieboontje (12 millimeter). Het is bekend dat planetoïden in het zonnestelsel ook uit deze materialen kunnen bestaan. Moore: ‘Een van de voordelen van ons onderzoek is dat we eenvoudig veel verschillende soorten mineralen van planetoïden kunnen bestuderen.’
De omstandigheden van de planetoïde nabootsen was lastiger. ‘Planetoïden zitten in de ruimte nergens aan vast’, zegt Moore. Je kunt je namaak-planetoïde dus niet vasthouden met een pincet of aan een draadje ophangen als je de invloed van een flinke dosis röntgenstraling in detail wil onderzoeken. De onderzoekers moesten daarom een manier vinden om een namaak-planetoïde binnen een miljoenste van een seconde of sneller – voordat de röntgenstraling hem raakte – los te laten.
Dit kregen ze voor elkaar door de namaak-planetoïde op te hangen aan een flinterdun stukje aluminiumfolie. De röntgenstraling snijdt dan eerst het folie los – als een soort röntgenschaar – en raakt vervolgens de namaak-planetoïde, die inmiddels in vrije val is. De straling zorgt ervoor dat het oppervlak van de planetoïde verdampt. Het verdampende gas veroorzaakt een stuwkracht die het rotsje versnelt. Het hele experiment duurt slechts 20 miljoenste van een seconde.
Vier kilometer groot
‘De namaak-planetoïden in ons onderzoek werden versneld tot ongeveer 70 meter per seconde – ongeveer net zo snel als een hogesnelheidstrein’, vertelt Moore. ‘Die versnelling was iets groter dan verwacht. Dat bevestigt dat de aanpak behoorlijk effectief kan zijn.’
Volgens de onderzoekers kan deze techniek zodanig opgeschaald worden dat je planetoïden met een diameter van ongeveer vier kilometer die op ramkoers liggen met de aarde kunt laten afbuigen. Mogelijk kan dit ook met nog grotere aanstormende objecten, mits die ruim op tijd – liefst enkele jaren of decennia voor de inslag – ontdekt worden.
Deze röntgentechniek is volgens Moore niet de enige methode die meer onderzoek verdient. De beste aanpak hangt af van de grootte, vorm en samenstelling van de planetoïde, de afstand tot de aarde, het moment waarop hij ontdekt wordt en andere factoren. Moore: ‘Meerdere opties beschikbaar hebben is de beste manier om je voor te bereiden.’
