Брайан Мэй и его коллеги показали, как силы Ван-дер-Ваальса удерживают астероид Дидим от распада из-за слишком быстрого вращения.
©ESA
65803 Дидим — довольно любопытное небесное тело. Во-первых, у этого 780-метрового околоземного астероида есть 160-метровый спутник Диморф. Во-вторых, его орбита очень удобна для перехвата стартующими с Земли космическими аппаратами. Поэтому к полету до Дидима готовят сразу несколько миссий. Уже в этом году стартует зонд NASA DART, который должен столкнуться с Дидимом и попробовать слегка изменить его траекторию, отрабатывая технологии защиты от астероидной угрозы. А в 2024-м его должен посетить аппарат ESA Hera, который оценит отклонение и проведет детальное изучение следов удара.
Кроме того, Дидим исключительно быстро вращается, делая полный оборот всего за 2,3 часа. Исходя из существующих представлений о том, что такие тела образуются из отдельных «слипшихся» фрагментов, он должен развалиться под действием центробежных сил. Однако этого не происходит, что привлекает к Дидиму особенное внимание ученых. Новое объяснение его стабильности предлагают авторы статьи, опубликованной в журнале Icarus. Среди них — легендарный гитарист группы Queen Брайан Мэй, по первой профессии астрофизик. По странному совпадению сам Дидим тоже носит имя знаменитого древнегреческого музыканта.
Ученые получили 3D-модель астероида, смоделировали его вращение и распад. Это позволило оценить величину «сцепления» между составляющими его фрагментами. «Сцепление действует словно клей, — поясняет ведущий автор работы Юнь Чжан (Yun Zhang) из французского Университета Лазурного берега. — Оно возникает благодаря силам Ван-дер-Ваальса». Эти слабые межмолекулярные электромагнитные силы проявляются во многих разнообразных природных явлениях. Именно они позволяют лапкам гекконов «прилепляться» практически к любой поверхности; они же приводят к слипанию частиц пыли и появлению комков под диваном и в углах квартиры.
Однако в отсутствие земной гравитации силы Ван-дер-Ваальса проявляются в более серьезных масштабах, вызывая сцепление мелких частиц в кольцах Сатурна — и фрагментов астероида Дидим. Авторы новой работы подсчитали, что величина силы сцепления достигает трех-шести паскалей у поверхности и 11-17 паскалей — в глубине Дидима. Эти цифры на порядки меньше давления земной атмосферы (около 100 тысяч паскалей), но в открытом космосе такой адгезии достаточно, чтобы астероид практически не распадался. Ученые также предполагают, что какие-то фрагменты, для которых этих сил не хватило, уже отвалились от Дидима — возможно, так образовался и его спутник Диморф.
