Астероїд, що проіснував 4 мільярди років може бути величезною проблемою

Величезна кількість каменів та іншого матеріалу летить навколо нашої Сонячної системи у вигляді астероїдів і комет. Якби один із них прилетів до нас, чи змогли б ми успішно запобігти зіткненню астероїда з Землею?

Ну, можливо. Але, здається, є один тип астероїдів, який може бути особливо важко знищити.

Астероїди — це шматки кам’янистого сміття в космосі, залишки більш бурхливого минулого нашої Сонячної системи. Вивчаючи їх, можна виявити їхні фізичні властивості, підказки про давню історію Сонячної системи та загрози, які ці космічні камені можуть становити через зіткнення з Землею.

У нашому новому дослідженні, опублікованому в Proceedings of the National Academy of Sciences , ми виявили, що астероїди із купами щебеню є надзвичайно стійким типом астероїдів, і їх важко знищити при зіткненні.

Два основних типи астероїдів

Астероїди, зосереджені в основному в поясі астероїдів, можна класифікувати на два основних типи.

Люди зазвичай мають на увазі моноліти, зроблені з одного суцільного шматка породи, коли думають про астероїди.

Передбачається, що астероїди монолітного типу діаметром близько кілометра матимуть тривалість життя лише кілька сотень мільйонів років у поясі астероїдів . Це зовсім небагато, враховуючи вік нашої Сонячної системи.

Інший тип — це астероїди з уламками . Вони повністю складаються з безлічі фрагментів, викинутих під час повного або часткового руйнування вже існуючих монолітних астероїдів.

Однак ми насправді не знаємо довговічності, а отже й потенційної тривалості життя астероїдів із купи уламків.

Підступні та рясні купи щебеню

У вересні 2022 року місія NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) успішно торкнулася астероїда Dimorphos . Мета цієї місії полягала в тому, щоб перевірити, чи зможемо ми відхилити астероїд, зіткнувшись з ним за допомогою невеликого космічного корабля, і вона мала приголомшливий успіх.

Подібно до інших недавніх астероїдних місій Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA) для відвідування астероїдів Ітокава та Рюгу , а також NASA до астероїда Бенну , зображення крупним планом показали, що Діморфос є ще одним астероїдом із купи уламків.

Ці місії показали нам, що астероїди з уламками мають низьку щільність, оскільки вони пористі. Крім того, їх багато. Насправді їх дуже багато, і оскільки вони являють собою розбиті шматочки монолітних астероїдів, вони відносно малі, і тому їх важко помітити з Землі.

Отже, такі астероїди становлять серйозну загрозу для Землі, і нам дійсно потрібно краще їх зрозуміти.

Навчання на астероїдному пилу

У 2010 році космічний корабель Hayabusa, розроблений JAXA, повернувся з 535-метрового астероїда Itokawa у формі арахісу . Зонд приніс із собою більше тисячі частинок каміння, кожна менша за піщинку. Це були перші в історії зразки, повернуті з астероїда!

Як потім з’ясувалося, фотографії, зроблені космічним кораблем “Хаябуса”, коли він ще перебував на орбіті Ітокави, вперше продемонстрували існування астероїдів із купи уламків.

Перші результати команди з JAXA, яка проаналізувала повернуті зразки, показали, що Ітокава утворилася після повного руйнування материнського астероїда, розмір якого становив щонайменше 20 кілометрів .

У нашому новому дослідженні ми проаналізували кілька частинок пилу, що повертаються з астероїда Ітокава, використовуючи два методи: перший запускає електронний промінь на частинку та виявляє електрони, які розсіюються назад. Він повідомляє нам, чи зазнав скелі шок від удару метеорита.

Другий називається аргоно-аргоновим датуванням і використовує лазерний промінь для вимірювання того, наскільки радіоактивний розпад стався в кристалі. Це дає нам вік такого удару метеора.

Величезні космічні подушки, які служать вічно

Наші результати показали, що величезний удар, який знищив астероїд-батько Ітокави та сформував Ітокаву, стався понад 4,2 мільярда років тому, що майже стільки ж років, скільки сама Сонячна система.

Такий результат був абсолютно неочікуваним. Це також означає, що Itokawa проіснував майже на порядок довше, ніж його монолітні аналоги.

Такий дивовижно довгий час виживання астероїда пояснюється його амортизаційною природою. Через те, що Itokawa є купою щебеню, пористість приблизно на 40 відсотків.

Іншими словами, майже половина його складається з пустот, тому постійні зіткнення просто розчавлять проміжки між скелями, замість того, щоб розколоти самі скелі.

Отже, Ітокава схожа на гігантську космічну подушку.

Цей результат вказує на те, що астероїдів у поясі астероїдів набагато більше, ніж ми колись думали. Коли вони утворюються, їх дуже важко знищити.

Ця інформація має вирішальне значення для запобігання потенційного зіткнення астероїда із Землею. Хоча місія DART успішно підштовхнула орбіту астероїда, на який вона націлилася, передача кінетичної енергії між невеликим космічним кораблем і астероїдом із купи уламків дуже мала. Це означає, що вони природно стійкі до розпаду під час удару.

Тому, якби Землі виникла неминуча та непередбачена загроза у вигляді наближення астероїда, ми хотіли б більш агресивного підходу.

Наприклад, нам може знадобитися використати ударну хвилю ядерного вибуху в космосі, оскільки сильні вибухи зможуть передати набагато більше кінетичної енергії природному амортизованому астероїду з купи уламків і таким чином штовхнути його геть.

Тоді чи варто нам справді тестувати підхід із застосуванням ядерної ударної хвилі? Це зовсім інше питання.