• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.07.2022
Василий Парфенов
1 282

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 / Автор: Visellia Orfius

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
Позавчера, 11:31
ПНИПУ

День металлурга в 2024 году россияне отмечают 21 июля. Ученые Пермского Политеха рассказали, какой металл самый распространенный, какой — не утонет в воде, где можно встретить титан, можно ли потрогать обедненный уран, что опаснее — вдохнуть или проглотить ртуть, есть ли ее безопасный аналог и какой элемент не существует в чистом виде.

18 июля
Александр Березин

По уточненным данным, для свода Международной космической станции с орбиты компания Илона Маска использует сильно измененный грузовой корабль, имеющий рекордно большое количество двигателей (больше, чем у любого другого корабля в истории). Однако это не будет Starship, хотя для него такая задача в теории была бы проще.

Позавчера, 13:16
Полина Меньшова

Сидячий образ жизни часто называют «новым курением», поскольку отсутствие физической активности и работа в неудобных позах приводит к большому количеству проблем со здоровьем. В связи с этим появился тренд на столы для работы стоя. Исследователи из США изучили разные типы рабочих мест и оценили их эффективность — как для здоровья сотрудников, так и для производительности.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

16 июля
Татьяна

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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