|
Тайна падающих астероидов и их внутренности
|
|
|
|
Было показано, что вращение астероида вокруг своей оси происходит аккуратно или хаотично, и скорость, с которой он это делает, зависит от того, как часто он сталкивался. Результаты, представленные на недавнем совместном совещании EPSC-DPS2025 в Хельсинки, основаны на данных миссии Европейского космического агентства Gaia и позволяют определить физические свойства астероида — информацию, которая жизненно важна для успешного отклонения астероидов от курса столкновения с Землей.
|
|
|
|
"Используя уникальный набор данных Gaia, передовые методы моделирования и инструменты искусственного интеллекта, мы раскрыли скрытую физику, определяющую вращение астероидов, и открыли новое окно в глубь этих древних миров", - сказал доктор Вен-Хан Чжоу из Токийского университета, который представил результаты на EPSC-DPS2025.
|
|
|
|
В ходе обследования всего неба миссия Gaia собрала огромный набор данных о вращении астероидов, основанный на их кривых блеска, которые описывают, как свет, отражаемый астероидом, меняется со временем по мере его вращения. Когда данные об астероидах наносятся на график зависимости периода вращения от диаметра, бросается в глаза нечто поразительное — появляется разрыв, или разделительная линия, которая, по-видимому, разделяет две различные популяции.
|
|
|
|
Теперь исследование, проведенное под руководством Чжоу, большая часть которого была проведена во время его работы в обсерватории Лазурного берега во Франции, выявило причину этого разрыва и тем самым раскрыло некоторые давние тайны, связанные с вращением астероидов.
|
|
|
|
|
|
|
"Мы построили новую модель эволюции вращения астероидов, которая учитывает борьбу между двумя ключевыми процессами, а именно столкновениями в поясе астероидов, которые могут привести астероиды в состояние кувыркания, и внутренним трением, которое постепенно возвращает их вращение к стабильному", - сказал Чжоу. "Когда эти два эффекта уравновешиваются, они создают естественную разделительную линию в популяции астероидов".
|
|
|
|
Применив машинное обучение к каталогу астероидов Gaia и затем сравнив результаты с предсказаниями своей модели, команда Чжоу обнаружила, что местоположение разрыва почти идеально соответствует предсказаниям их модели.
|
|
|
|
Ниже промежутка находятся медленно вращающиеся астероиды с периодом обращения менее 30 часов, в то время как выше промежутка находятся более быстрые "чистые" вращающиеся объекты.
|
|
|
|
На протяжении десятилетий астрономы были озадачены тем, почему так много астероидов вращаются хаотично, а не вокруг одной оси вращения, и почему астероиды меньшего размера, скорее всего, вращаются медленно.
|
|
|
|
Исследование Чжоу показывает, что столкновения и воздействие солнечного света являются ключевыми факторами. Вращательное движение обычно начинается, когда астероид медленно вращается. Его медленное вращение означает, что его легче нарушить столкновениями, которые могут привести астероид к хаотичному падению.
|
|
|
|
Обычно можно ожидать, что слабое воздействие солнечного света заставит астероид прекратить вращение и развернуться. Поверхность астероида поглощает солнечное тепло и повторно излучает его в разных направлениях. Испускаемые фотоны дают астероиду крошечный толчок, который накапливается с течением времени и, в зависимости от астероида, может либо ускорить его вращение, либо замедлить его. Для астероида, который плавно вращается вокруг своей оси, направления, в которых поглощается и переизлучается солнечный свет, остаются постоянными, что позволяет наращивать силу солнечного излучения.
|
|
|
|
Однако на падающих астероидах воздействие солнечного света гораздо слабее. Поскольку астероиды вращаются хаотично, различные участки их поверхности поглощают и повторно выделяют тепло в любой момент времени. Вместо того, чтобы оказывать на астероид постоянное воздействие, эффект поглощения и повторного излучения солнечного света сглаживается, поэтому нет предпочтительного воздействия в любом направлении. В результате медленно вращающиеся астероиды очень медленно меняют свое вращение и застревают в зоне медленного вращения ниже пробела в данных наблюдений с Геи.
|
|
|
|
Это открытие имеет практическую ценность. Поняв, как жесткость внутренней структуры астероидов связана с их вращением, можно использовать эти знания для определения внутренних свойств астероидов. Судя по данным Gaia, полученные данные подтверждают картину того, что астероиды представляют собой слабо скрепленные груды щебня с множеством отверстий и впадин, покрытых толстым слоем пыльного реголита.
|
|
|
|
Понимание свойств астероидов также влияет на то, как отклонить опасный астероид от курса столкновения, потому что астероид, состоящий из груды обломков, отреагировал бы на кинетический удар, подобный "ДРОТИКУ" НАСА, иначе, чем твердое тело. Благодаря этим находкам астрономы вскоре смогут получить обширный каталог внутренних структур потенциально опасных астероидов, в котором может содержаться ключ к тому, как их отклонять.
|
|
|
|
"Благодаря предстоящим исследованиям, таким как Legacy Survey of Space and Time (LSST), проводимым обсерваторией Веры Рубин, мы сможем применить этот метод к миллионам других астероидов, улучшая наше понимание их эволюции и строения", - сказал Чжоу.
|
|
|
|
Источник
|
