Невероятное открытие: золото на орбите Земли
Недавние достижения в исследовании астероидов, особенно благодаря миссии Европейского космического агентства Gaia, позволили получить увлекательные сведения о поведении вращения этих древних космических объектов. Используя передовой анализ данных и машинное обучение, учёные выяснили, почему некоторые астероиды плавно вращаются вокруг своих осей, а другие хаотично кувыркаются. Это исследование, подробно описанное доктором Вэнь-Ханем Чжоу и его командой, предлагает новые методы исследования внутренних частей астероидов.
Расшифровка вращения астероидов: хаос или стабильность?
Один из самых интригующих вопросов в планетологии — почему некоторые астероиды вращаются стабильно, а другие хаотично. В своём исследовании Чжоу и его команда из Токийского университета раскрыли сложное взаимодействие между двумя ключевыми силами: столкновениями астероидов и внутренним трением.
Когда астероиды движутся по поясу астероидов, столкновения могут привести их в хаотичное вращение. Однако со временем внутреннее трение стабилизирует их вращение. Баланс между этими двумя эффектами создаёт «естественную разделительную линию» среди популяций астероидов, отличая те, что медленно кувыркаются, от тех, что стабильно вращаются.
По словам Чжоу, «Мы создали новую модель эволюции вращения астероидов, которая учитывает борьбу между двумя ключевыми процессами: столкновениями в поясе астероидов, которые могут привести астероиды в состояние хаотичного вращения, и внутренним трением, которое постепенно сглаживает их вращение до стабильного».
Эта модель предоставила свежий взгляд на то, почему некоторые астероиды демонстрируют хаотичное движение, в то время как другие остаются в стабильном вращении. Исследование подчёркивает, насколько важно понимание этих сил для астрономов, которые хотят предсказать поведение астероидов в будущем.
Роль Gaia в понимании вращения астероидов
Обширный обзор неба, проводимый Gaia, предоставил учёным беспрецедентный набор данных о вращении астероидов, в основном путём анализа их кривых блеска. Эти кривые отражают изменение интенсивности света при вращении астероида, предоставляя информацию о его размере, форме и характеристиках вращения.
Когда эти данные наносятся на график, возникает удивительный пробел: две отдельные популяции астероидов. Ниже этого пробела существуют астероиды, которые медленно кувыркаются, в то время как те, что выше, вращаются быстро и гораздо более стабильно. Этот ранее необъяснённый разрыв в периодах вращения теперь имеет смысл благодаря новой модели эволюции вращения астероидов.
Вклад миссии Gaia выходит за рамки простых наблюдений. Она стала жизненно важным инструментом для понимания физики вращения астероидов. Используя методы машинного обучения, команда Чжоу смогла с поразительной точностью предсказать местоположение разрыва в периодах вращения астероидов. Это новое понимание открывает двери для более глубокого изучения внутренних структур астероидов, что важно для отклонения опасных объектов в космосе.
Влияние Солнца: солнечное излучение и его воздействие на вращение астероидов
Роль солнечного света в изменении вращения астероидов — ещё один интригующий аспект этого исследования. Солнечный свет, посредством процесса, известного как эффект Ярковского, может вызывать незначительные изменения в скорости вращения астероидов. Когда солнечный свет нагревает поверхность астероида, он переизлучает энергию в различных направлениях, придавая астероиду крошечный толчок. Этот эффект может либо замедлить, либо ускорить вращение астероида в зависимости от его ориентации.
Однако для астероидов, которые кувыркаются, эффект Ярковского менее выражен. Из-за хаотичного характера их вращения сила, создаваемая солнечным светом, не является постоянной в одном направлении, что затрудняет стабилизацию или ускорение их вращения солнечным светом. Вместо этого эти кувыркающиеся астероиды продолжают вращаться медленно, оказавшись в «зоне медленного вращения» ниже разделительной линии, наблюдаемой в данных Gaia.
Понимание этой тонкой взаимосвязи между солнечным светом и вращением астероидов имеет решающее значение для прогнозирования поведения астероидов в будущем, особенно если они находятся на траектории столкновения с Землёй.
Астероиды как груды щебня: взгляд внутрь их недр
Понимание физических свойств астероидов имеет важное значение для разработки эффективных стратегий планетарной обороны. Исследование команды Чжоу предлагает ключевое понимание внутренней структуры астероидов: многие из них могут быть не цельными телами, а «грудами щебня», слабо удерживаемыми вместе гравитацией. Эти астероиды-груды щебня обычно пористые, с множеством промежутков и полостей внутри, что отличает их от цельных скалистых тел.
Эти знания имеют решающее значение при рассмотрении того, как отклонить астероид. Цельный астероид будет по-другому реагировать на силы воздействия, чем астероид-груда щебня. Например, миссия NASA DART, целью которой является тестирование методов отклонения астероидов, должна будет учитывать тот факт, что груда щебня будет поглощать энергию удара иначе, потенциально изменяя траекторию непредсказуемым образом.
Выводы Чжоу предполагают, что понимание состава и внутренней структуры астероидов будет ключом к разработке более совершенных методов отклонения астероидов.