Внешний вид поверхности астероидов объяснили «эффектом попкорна»
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.
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.
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.
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Сотрудники факультета экономических наук НИУ ВШЭ показали, что точность прогноза рождаемости в России можно улучшить почти в полтора раза, если добавить в модель динамику поисковых запросов по темам, связанным с беременностью и родами. В наиболее эффективных моделях ошибка прогноза снижается с 4,6 до 3,2%.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии