Большинство астероидов не то, что вы о них думаете.
Ключевые выводы
- Большинство людей представляет себе астероиды как гигантские плавающие космические камни, вроде гор.
- Подавляющее большинство астероидов, вращающихся вокруг Солнечной системы, - это не космические камни, а груды обломков.
- У астрономов есть все основания полагать, что эти груды обломков являются результатом мощных столкновений между более крупными твердыми объектами.
Две недели назад НАСА успешно столкнуло свой космический корабль DART с астероидом Диморфос, и это было довольно впечатляюще. На этой неделе мы узнали, что миссия завершилась полным успехом. Он изменил орбиту бинарного астероида более чем на 30 минут.
Задолго до удара миссия уже вызвала огромный интерес, потому что она была задумана как первый эксперимент по планетарной защите. Столкновение астероида или кометы с Землей может быть редким явлением, но последствия настолько потенциально апокалиптичны, что лучше заранее разработать план. Вот что такое DART. Драматическое столкновение с астероидом DART позади, и теперь самое время подумать о том, на что именно оно повлияло.
Быстродвижущийся космический мусор
Большинство людей представляет себе астероиды как гигантские плавающие космические камни. Часто можно услышать термин «летающая гора» или что-то подобное для их обозначения. Это описание напоминает огромные куски гранита, прочные и твердые, парящие в темноте. Идея астероидов как плотных кусков камня и, возможно, металла также является движущей силой научно-фантастических повествований, в которых они используются для будущих космических поселений. (Это то, к чему я вернусь в следующем посте.)
Проблема всех этих концепций в том, что они абсолютно неправильно понимают большинство астероидов. Подавляющее большинство астероидов, вращающихся вокруг Солнечной системы, - это не космические камни, а груды обломков.
Куча щебня - официальное научное обозначение астероидов диаметром от 200 метров до 10 километров. Вместо твердой породы с плотной матрицей минералов, связывающих структуру вместе и придающих ей жесткость, куча щебня - это нечто совершенно другое. Слабое взаимное притяжение его компонентов - это то, что довольно слабо скрепляет груду щебня. И что это за компоненты? Представьте себе гигантский 10-километровый шар песка, смешанный с галькой, камнями и некоторыми валунами. Это груда щебня.
Одна интересная особенность груд щебня заключается в том, что они были обнаружены задолго до того, как кто-либо отправил космический корабль в гости. Десятилетия назад наземные телескопические и радиолокационные исследования позволили астрономам составить карту скорости вращения астероидов в Солнечной системе. Когда они обобщили свои данные, исследователи обнаружили, что все тела диаметром около 10 км или меньше имели четкий верхний предел скорости своего вращения. А максимальная скорость вращения примерно равна тому, с какой скоростью должен вращаться объект, прежде чем центробежная сила преодолеет гравитацию. Вращайте «непрочный» объект - то есть тот, у которого нет внутренних молекулярных сил, удерживающих его вместе, - чуть быстрее, чем это, и он просто разлетится на части. Тот факт, что ни один меньший астероид не вращается быстрее, означал, что они, должно быть, представляют собой разрозненные скопления вещества, удерживаемые вместе только гравитацией. (Любые груды щебня, которые вращались бы быстрее, уже бы разобрали сами себя.)
Дети катастрофы
Когда мы начали посылать космические зонды к астероидам для непосредственного наблюдения за ними, прозвище «Куча щебня» приобрело еще больший смысл. 25143 Итокава, например, груда щебня ребенка плаката. Посещенный в 2005 году японской миссией «Хаябуса», он выглядит, по выражению астронома Кена Уолша, как «куча камней из чьего-то сада или горная осыпь». На поверхности усеяны грубые и угловатые валуны и булыжники, один странно большой валун, выглядящий неуместно, и несколько «водоемов» с более мелкими зернами».
Астероид Бенну - еще один классический пример груды обломков. Он представляет собой странную квазисфероидальную форму с выпуклостью на экваторе, которая была структурирована его вращением. Теперь у нас есть окончательные изображения с DART, когда он погрузился в Диморфос, крошечную груду щебня размером с футбольный стадион. На этих фотографиях показан астероид с такой же странной зернистой поверхностью, которой обладают Итокава и Бенну.
Что касается их происхождения, груды щебня - дети бедствия. У астрономов есть веские основания полагать, что они являются результатом мощных столкновений между более крупными твердыми объектами. Такие столкновения разрушали родительские тела, многие из которых были астероидами из главного пояса астероидов, разрывая их в клочья. Но гравитация - мощная и терпеливая сила. Со временем некоторый материал родительского тела, теперь расколотый до песка, снова агломерировался в такие объекты, как Итокава, Бенну и бинарная пара Дидимос и Диморфос.
Пора отказаться от мысли, что большинство астероидов - это «горы, летящие в космосе». Это может быть верно для более крупных тел, таких как Цирцея и 433 Эроса, но для более многочисленных меньших астероидов лучшим изображением может быть «гигантская картофелина на каменистом пляже, летящая в космосе». Звучит явно не так круто, так что давайте придерживаться груды щебня.