• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13 июля
Василий Парфенов
1 118

Внешний вид поверхности астероидов объяснили «эффектом попкорна»

3.9

Пара сравнительно недавних миссий — японская «Хаябуса-2» и американский OSIRIS-REx — подарили ученым ценную порцию ранее невозможных данных: фотографии астероидов с максимально близкого расстояния. И человечество ждал сюрприз, ведь малые космические тела выглядели несколько иначе, чем ранее представлялось. Их поверхность оказалась лишена пыли и была покрыта валунами с булыжниками. Новое исследование предложило природный механизм, объясняющий такую разницу между предсказаниями и действительностью.

Почему маленькие астероиды лишены пыли
Забор грунта астероида (101955) Бенну аппаратом OSIRIS-REx, съемка с бортовой камеры в момент финального сближения / ©NASA’s Goddard Space Flight Center, CI Lab, SVS

Научная работа с описанием серии экспериментов и результатами моделирования опубликована в журнале Nature Astronomy. Ее подготовили специалисты из Университета штата Колорадо в Боулдере (UCB) под руководством Сян-Веня Хсю (Hsiang-Wen Hsu). Идея исследования появилась после публикации в 2020 году снимков астероида (101955) Бенну, на которых удалось различить мельчайшие подробности его поверхности. Сделал их аппарат OSIRIS-REx во время максимального сближения с объектом своего изучения для забора грунта.

Согласно распространенной как в массовом сознании, так и в научных кругах точке зрения, астероиды представляют собой комки из крупных твердых фрагментов породы и мелкой пыли. Таким образом, их поверхность должна быть покрыта песчаными «озерами» с редкими вкраплениями выступающих камней. Звучит логично: мельчайшие частички реголита легче притягиваются даже слабой гравитацией и заполняют пространство между более крупными булыжниками, гравием и камушками. Однако реальность оказалась иной.

Почему маленькие астероиды лишены пыли
Поверхность астероида (162173) Рюгу, запечатленная миниатюрным посадочным аппаратом MASCOT / ©JAXA

На присланных зондом OSIRIS-REx изображениях поверхность (101955) Бенну похожа на некачественную наждачную бумагу с очень неравномерным размером зерна. Или скорее смахивает на крупный план отвала ненужной породы из карьера — никакой пыли и почти нет песка, только разномастные камушки. Аналогичную картину показал аппарат «Хаябуса-2», приславший первые снимки другого сравнительно небольшого астероида — (162173) Рюгу — двумя годами ранее.

Авторы нового исследования обратили внимание на работы своих коллег по Лаборатории атмосферной и космической физики (LASP) в UCB. Уже более 30 лет в этом учреждении изучают поведение частиц реголита в условиях вакуума. Повторив некоторые особенно показательные эксперименты, команда Хсю предположила следующий механизм, определяющий облик поверхности астероидов.

Почему маленькие астероиды лишены пыли
Таймлапс микроскопических пылинок в вакуумной камере, подпрыгивающих под действием электростатических зарядов / ©IMPACT Lab

Мельчайшие частички пыли под действием солнечного света приобретают отрицательный заряд. В какой-то момент его величина становится достаточной, чтобы две рядом находящихся пылинки оттолкнулись друг от друга. При внимательном взгляде на образцы в вакуумной камере может показаться, что это жарится очень мелкий попкорн на сковородке. В некоторых случаях полученная по итогу отталкивания скорость достигает заметных значений — вплоть до восьми метров в секунду. Для небольших астероидов вроде Рюгу и Бенну она превышает первую космическую.

Учитывая экспериментальные данные, исследователи построили модель такого объекта в межпланетном пространстве. Всего за несколько сотен тысяч лет виртуальный астероид диаметром около 800 метров (крупнее Бенну, но чуть меньше Рюгу) полностью растерял всю пыль со своей поверхности. Вдобавок такие объекты вращаются, и камни, из которых они состоят, постоянно проходят циклы нагрева солнечным светом и остывания.

©IMPACT Lab

В результате рано или поздно они трескаются, выбрасывая новую порцию пыли, которая со временем улетучивается в космос. Получается, безо всяких заметных воздействий небольшие астероиды плавно теряют массу.

Этот же эффект может оказывать влияние на траекторию малых небесных тел — улетучивающаяся пыль передает импульс «материнскому» объекту. Если реголит отбрасывается в разных направлениях неравномерно, то и орбита астероида будет меняться. Правда, заметить такие небольшие колебания пока нет возможности, нужны куда более продолжительные наблюдения, чем проводили до сих пор.

А вот крупные объекты, гравитация которых может удержать улетающие на скорости в несколько метров в секунду песчинки, сохраняют на поверхности пыль. И таким образом оказываются более живучими, чем свои меньшие собратья. Дело в том, что слой пыли частично изолирует лежащие под ним породы от температурных воздействий и замедляет их эрозию.

Помимо моделирования, теория американских ученых пройдет проверку практикой менее чем через три месяца. Осенью этого года миссия DART сблизится с астероидом (65803) Дидим и его спутником Диморфом. Последний — совсем небольшой объект диаметром 160 метров. Если расчеты Хсю и его коллег верны, поверхность обоих тел будет практически лишена пыли (Дидим сравним по размерам с Рюгу). В противном случае теорию придется модифицировать.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Анна Новиковская

Быть «кошатником» — вовсе не грех, но, согласно данным нового исследования, такие люди не всегда знают, что лучше для самих кошек. Напротив, хозяева, которые имеют небольшой опыт общения с домашними животными, могут оказаться внимательнее к потребностям питомца и максимизировать его удовольствие от общения с человеком.

Сегодня, 10:57
Сергей Васильев

Напряженная мыслительная деятельность приводит к накоплению нейромедиаторов в синапсах префронтальной коры. Это усложняет их работу и может повреждать нейроны, заставляя мозг сигнализировать об опасности.

10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Анна Новиковская

Быть «кошатником» — вовсе не грех, но, согласно данным нового исследования, такие люди не всегда знают, что лучше для самих кошек. Напротив, хозяева, которые имеют небольшой опыт общения с домашними животными, могут оказаться внимательнее к потребностям питомца и максимизировать его удовольствие от общения с человеком.

10 августа
Василий Парфенов

Изначально выглядевшая многообещающе ракета-носитель Antares в последние годы стала довольно проблемной. Для ее создания требовалась кооперация США, Украины и России, которая в свете сложившейся геополитической обстановки практически невозможна. Решением проблемы станет переход с российских двигателей на созданные в Америке. И ключевую роль в нем сыграет частично украинская компания Firefly Aerospace.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: