Η διαστημική σκόνη που πηδάει κάνει τους αστεροειδείς να φαίνονται πιο τραχείς

Η τραχιά επιφάνεια του αστεροειδούς Bennu όπως φαίνεται από το διαστημόπλοιο OSIRIS-REx της NASA. Πίστωση: NASA/Goddard/Πανεπιστήμιο της Αριζόνα

Όπως οι κόκκοι καλαμποκιού που αναδύονται σε ένα τηγάνι, μικροσκοπικοί κόκκοι σκόνης μπορεί να πηδήξουν στην επιφάνεια των αστεροειδών, σύμφωνα με μια νέα μελέτη από φυσικούς του CU Boulder.


Αυτό το αποτέλεσμα που μοιάζει με ποπ κορν μπορεί να βοηθήσει στην οργάνωση μικρότερων αστεροειδών, με αποτέλεσμα να χάνουν έδαφος Φαίνεται τραχύ και ανώμαλο από το διάστημα.

Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στις 11 Ιουλίου στο περιοδικό φυσική αστρονομία. Τα ευρήματά τους μπορεί να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς αλλάζει το σχήμα των αστεροειδών με την πάροδο του χρόνου – και πώς αυτά τα αντικείμενα μεταναστεύουν στο διάστημα, φέρνοντάς τα μερικές φορές επικίνδυνα κοντά στη Γη, δήλωσε ο Hsiang Win (Chun) Hsu, συν-επικεφαλής της μελέτης.

«Όσο περισσότερο αυτοί οι αστεροειδείς χάνουν λεπτόκοκκο υλικό, τόσο πιο γρήγορα μεταναστεύουν», δήλωσε ο Hsu, ερευνητής στο Εργαστήριο Ατμοσφαιρικής και Διαστημικής Φυσικής (LASP) στο CU Boulder.

Η αναζήτηση ξεκίνησε με μερικές περίεργες εικόνες.

Το 2020, ένα διαστημικό σκάφος της NASA που ονομάζεται OSIRIS-REx ταξίδεψε περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο μίλια για να συναντήσει αστεροειδής (191055) Benno, που είναι το ύψος του Empire State Building. Αλλά όταν έφτασε το διαστημόπλοιο, οι επιστήμονες δεν βρήκαν αυτό που περίμεναν: η επιφάνεια του αστεροειδούς έμοιαζε με τραχύ γυαλόχαρτο, όχι τόσο λεία και σκονισμένη όσο περίμεναν οι ερευνητές. Υπήρχαν ακόμη και ογκόλιθοι στο μέγεθος των σπιτιών και των φορτηγών διάσπαρτοι στο εξωτερικό.

Βίντεο αργής κίνησης μιας “ηλεκτροστατικής ανόδου” σκόνης σε θάλαμο κενού στο Εργαστήριο LASP για Μοντελοποίηση Πλάσματος, Ατμοσφαιρικής και Κοσμικής Σκόνης (IMPACT) στην πανεπιστημιούπολη CU Boulder. Πίστωση: Εργαστήριο IMPACT

Τώρα, ο Hsu και οι συνάδελφοί του έχουν βασιστεί σε προσομοιώσεις υπολογιστή, ή μοντέλα, και εργαστηριακά πειράματα για να εξερευνήσουν αυτό το μυστήριο. Είπε ότι οι εξουσίες είναι παρόμοιες ΣΤΑΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ Μπορεί να προκαλεί τους πιο μικροσκοπικούς κόκκους σκόνης, μερικοί όχι μεγαλύτεροι από ένα βακτήριο, από τον αστεροειδή στο διάστημα – αφήνοντας πίσω μόνο μεγαλύτερους βράχους.

Ο συν-συγγραφέας της μελέτης Mihaly Hourani, είπε ότι ο Benno δεν είναι μόνος.

«Γνωρίζουμε ότι αυτή η ίδια φυσική συμβαίνει και σε άλλα σώματα χωρίς αέρα, όπως η Σελήνη και ακόμη και οι δακτύλιοι του Κρόνου», δήλωσε ο Horányi, ερευνητής του LASP και καθηγητής φυσικής στο CU Boulder.

Bino και Ryugu

Οι αστεροειδείς μπορεί να φαίνονται παγωμένοι στο χρόνο, αλλά αυτά τα αντικείμενα εξελίσσονται καθ ‘όλη τη διάρκεια της ζωής τους.

Ο Hsu εξήγησε ότι αστεροειδείς όπως ο Bennu περιστρέφονται συνεχώς, εκθέτοντας τις επιφάνειές τους στο φως του ήλιου, στη συνέχεια στη σκιά και ξανά στο φως του ήλιου. Αυτός ο ατελείωτος κύκλος θέρμανσης και ψύξης ασκεί πίεση στους μεγαλύτερους βράχους στην επιφάνεια, έως ότου αναπόφευκτα ραγίσουν.

Η διαστημική σκόνη που πηδάει κάνει τους αστεροειδείς να φαίνονται πιο τραχείς

Καλλιτεχνική απεικόνιση της επιφάνειας ενός αστεροειδούς που εξελίσσεται με την πάροδο του χρόνου καθώς η σκόνη πηδά στο διάστημα μέσω ενός «ηλεκτροστατικού κύματος». Credit: Hana Arballos

«Συμβαίνει κάθε μέρα, συνέχεια», είπε ο Hsu. «Καταλήγεις να διαβρώσεις ένα μεγάλο κομμάτι βράχου σε μικρότερα κομμάτια».

Γι’ αυτό, πριν φτάσουν οι επιστήμονες στο Bennu, πολλοί θα περίμεναν να το βρουν καλυμμένο σε λακκούβες λεπτής άμμου – όπως ακριβώς μοιάζει το φεγγάρι σήμερα. Περίπου την ίδια περίοδο το 2020, μια ιαπωνική διαστημική αποστολή προσγειώθηκε σε έναν δεύτερο μικρό αστεροειδή που ονομάζεται Ryugu. Η ομάδα βρήκε παρόμοιο ανώμαλο και ανώμαλο έδαφος.

Ο Hsu και οι συνάδελφοί του ήταν δύσπιστοι.

Από τη δεκαετία του 1990, οι ερευνητές του LASP έχουν χρησιμοποιήσει εργαστηριακούς θαλάμους κενού για να εξετάσουν τις παράξενες ιδιότητες της σκόνης στο διάστημα, συμπεριλαμβανομένου ενός άθλου που αποκαλούν «ηλεκτροστατικό lofting». Ο συν-συγγραφέας της μελέτης Xu Wang εξήγησε ότι όταν οι ακτίνες του ήλιου πλημμυρίζουν μικροσκοπικούς κόκκους σκόνης, αρχίζουν να μαζεύουν Αρνητική αμοιβή. Αυτά τα φορτία θα συσσωρεύονται έως ότου τα σωματίδια εκραγούν ξαφνικά, σαν δύο μαγνήτες που απωθούνται.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτοί οι κόκκοι σκόνης μπορούν να εκραγούν με ταχύτητες που υπερβαίνουν τα 20 μίλια την ώρα (ή περισσότερες από 8 μέτρα ανά δευτερόλεπτο).

“Κανείς δεν είχε σκεφτεί αυτή τη διαδικασία στην επιφάνεια ενός αστεροειδούς πριν”, δήλωσε ο Wang, ένας ερευνητικός συνεργάτης του LASP.

Η διαστημική σκόνη που πηδάει κάνει τους αστεροειδείς να φαίνονται πιο τραχείς

Μια διαδοχική εικόνα κόκκων σκόνης που υποβάλλονται σε διαδικασία «ηλεκτροστατικής απότομης αύξησης» σε θάλαμο κενού. Πίστωση: Εργαστήριο IMPACT

Μικρός αστεροειδής, μεγάλος αστεροειδής

Για να γίνει αυτό, οι ερευνητές, συμπεριλαμβανομένων των πρώην μαθητών του CU Boulder, Anthony Carroll και Noah Hood, πραγματοποίησαν μια σειρά υπολογισμών για να εξετάσουν τη φυσική του ρεγολίθου σε δύο υποθετικούς αστεροειδείς. Παρακολούθησαν πώς μπορεί να σχηματιστεί σκόνη και στη συνέχεια πήδηξαν σε εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Ένας από τους ψευδείς αστεροειδείς είχε πλάτος περίπου μισό μίλι (παρόμοιο σε μέγεθος με τον Ριούγκου) και ο δεύτερος είχε διάμετρο αρκετά μίλια (πιο κοντά σε διάμετρο σε μεγαλύτερους αστεροειδείς όπως ο Έρως).

Αυτό το μέγεθος έκανε τη διαφορά. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις της ομάδας, όταν οι κόκκοι της σκόνης πήδηξαν πάνω σε έναν μεγαλύτερο αστεροειδή, δεν μπορούσαν να αποκτήσουν αρκετή ταχύτητα για να απελευθερωθούν από τη βαρύτητα του. Το ίδιο δεν ίσχυε για τον μικρότερο αστεροειδή που μοιάζει με Ryugu.

«Η βαρύτητα στον μικρότερο αστεροειδή είναι πολύ αδύναμη για να αποτρέψει τη διαφυγή», είπε ο Hsu. «Ο λεπτός πολυέλαιος θα χαθεί».

Η διαστημική σκόνη που πηδάει κάνει τους αστεροειδείς να φαίνονται πιο τραχείς

Βράχοι στην επιφάνεια του αστεροειδούς Ryugu όπως φαίνονται από το ιαπωνικό διαστημόπλοιο Hayabusa2. Credit: JAXA

Αυτή η απώλεια, με τη σειρά της, θα εκθέσει την επιφάνεια των αστεροειδών σε περαιτέρω διάβρωση, οδηγώντας σε ένα τοπίο πλούσιο σε βράχους όπως οι επιστήμονες που βρήκαν στο Ryugu και στο Bennu. Μέσα σε αρκετά εκατομμύρια χρόνια, στην πραγματικότητα, ο μικρότερος αστεροειδής καθαρίστηκε σχεδόν πλήρως από τη λεπτή σκόνη. Ωστόσο, ο αστεροειδής που μοιάζει με τον Έρωτα παρέμεινε στη σκόνη.

Ο Hsu σημείωσε ότι αυτό το φαινόμενο τριβής θα μπορούσε να βοηθήσει στην προώθηση των τροχιών μικρών αστεροειδών. Εξήγησε ότι οι αστεροειδείς μεταναστεύουν επειδή το φως του ήλιου τους πιέζει αργά με την πάροδο του χρόνου. Με βάση προηγούμενες έρευνες άλλων επιστημόνων, υπάρχει η υποψία ότι οι αστεροειδείς που καλύπτονται από βράχους μπορεί να κινούνται πιο γρήγορα από εκείνους με πιο σκονισμένη εμφάνιση.

Η διαστημική σκόνη που πηδάει κάνει τους αστεροειδείς να φαίνονται πιο τραχείς

Η σχετικά λεία επιφάνεια του μεγάλου αστεροειδούς Έρως. Πίστωση: JPL/NASA

Αυτός και οι συνάδελφοί του μπορεί σύντομα να έχουν περισσότερα στοιχεία για να υποστηρίξουν τους υπολογισμούς τους. Σε λιγότερο από 3 μήνες, μια αποστολή της NASA που ονομάζεται Double Asteroid Redirection Test (DART) θα επισκεφθεί ένα ζευγάρι μικρότερων αστεροειδών – και θα παρακολουθήσει τον Hsu για να δει πόσο σκονισμένοι είναι.

«Θα έχουμε νέες επιφανειακές εικόνες για να δοκιμάσουμε τη θεωρία μας», είπε. «Είναι υπέροχο για εμάς, αλλά είναι και λίγο νευρικό».


Το διαστημικό σκάφος της NASA παρακολουθεί τον αστεροειδή βράχο Bennu “θωρακισμένο σώμα”


περισσότερες πληροφορίες:
Hsiang-Wen Hsu, απώλεια λεπτόκοκκου ρεγόλιθου σε αστεροειδείς κάτω του χιλιομέτρου, φυσική αστρονομία (2022). DOI: 10.1038 / s41550-022-01717-9. www.nature.com/articles/s41550-022-01717-9

το απόσπασμα: Η διαστημική σκόνη με άλματα κάνει τους αστεροειδείς να φαίνονται πιο τραχείς (2022, 11 Ιουλίου) Ανακτήθηκε στις 11 Ιουλίου 2022 από https://phys.org/news/2022-07-space-asteroids-rougher.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Πότε, πού και πώς να δείτε το ύψος αυτού του "ροζ σούπερ φεγγαριού" αυτήν την εβδομάδα, το καλύτερο supermoon του 2021 μέχρι στιγμής

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *