Астероид, взрывающийся в космосе на множество мелких осколков.
В октябре 2020 года космический аппарат НАСА "ОСИРИС-Рекс" приблизился к астероиду Бенну. Зонд, который находился на орбите своей цели почти два года, опустил роботизированную руку и собрал около 4,4 фунтов (2 килограмма) пыльного, каменистого материала с поверхности астероида. Этот материал является первым образцом астероида, собранным американской миссией, и он может помочь ученым ответить на некоторые загадочные вопросы: Сколько лет астероидам, подобным Бенну? И как долго они длятся?
Чтобы понять, как долго существуют астероиды, крайне важно знать, когда и как они образовались. Астероиды в нашей Солнечной системе образовались из протопланетного диска - плотного скопления пыли и каменистого материала, которое вращалось вокруг нашего солнца 4,5 миллиарда лет назад.
"Пыль начала сгущаться", - сказал Гарольд Коннолли, астроном из Университета Роуэн в Нью-Джерси и исследователь образцов миссии OSIRIS-REx. Со временем эти пылевые комочки собирали все больше и больше материала, сталкивались друг с другом и склеивались. Некоторые из них, как снежный ком, превратились в целые планеты, такие как Земля. Другие стали лунами, кометами и астероидами.
Большинство астероидов Солнечной системы в настоящее время находятся в поясе астероидов, который простирается между Марсом и Юпитером, хотя иногда некоторые из них выбрасываются из пояса и становятся околоземными астероидами. Самым крупным неповрежденным астероидам примерно столько же лет, сколько Солнечной системе: 4,5 миллиарда лет. Но некоторые астероиды можно считать более молодыми, поскольку они состоят из более мелких осколков, отколовшихся от этих более крупных тел.
Как умирают астероиды?
Астероиды могут распадаться и в конечном итоге быть уничтожены несколькими различными способами. Один из них - вращение. Астероиды обычно имеют неправильную форму — в отличие от планет, которые обладают достаточной гравитацией, чтобы сжаться в грубую сферу, — и поэтому они имеют тенденцию крениться набок. Если они начнут вращаться после столкновения или под воздействием солнечной радиации, эта сила может отправить куски астероида в полет в космос. "Вы получаете небольшую разницу в крутящем моменте здесь и там, и в конце концов он разваливается", - сказал Коннолли.
Астероиды также могут фрагментироваться из-за теплового стресса, который возникает, когда их материалы расширяются и сжимаются под воздействием солнечного тепла в течение миллионов лет, или когда они испытывают внезапную потерю воды, поскольку лед внутри астероида превращается в газ под воздействием тепла нашей звезды.
Иногда астероиды распадаются в результате столкновений с другими скалистыми небесными объектами, "что-то вроде игры в космический бильярд", - сказал Коннолли в интервью Live Science. Исходя из вероятности распада, "объект длиной 1 километр [0,6 мили] может просуществовать около 440 миллионов лет, [а] объект длиной 10 километров [6,2 мили] - около 4 миллиардов лет" в поясе астероидов, сказал Кевин Уолш, астроном из Юго-Западного исследовательского института в Колорадо, в интервью Live Science. в электронном письме.
Ученые все еще работают над определением того, как долго могут продержаться самые крупные астероиды, но вполне возможно, что некоторые из них могут продержаться так же долго, как скалистые внутренние планеты Солнечной системы — от 8 до 10 миллиардов лет. (Примерно через 5 миллиардов лет, когда Солнцу будет около 10 миллиардов лет, ожидается, что наша звезда выгорит и поглотит своих соседей, включая планеты и астероиды.)
Как только астероид распадается на достаточно мелкие кусочки, его крошечные частицы больше не считаются астероидом — по данным НАСА, кусок космического мусора размером менее 3,2 футов (1 метра) технически классифицируется как метеороид. В этот момент эти фрагменты метеорита могут столкнуться с более крупным телом, оставив ударный кратер. Или же они могут пересечься с планетой, имеющей атмосферу, такой как Земля, и превратиться в метеоры, несущиеся по небу.
Осколки также могут снова соединиться и образовать то, что известно как астероид с кучей обломков. Эти составные тела получают "вторую жизнь в виде уменьшенной фрагментированной версии первоначального астероида", - сказал в интервью Live Science Фред Джордан, геохронолог из Университета Кертина в Австралии.
Различные фрагменты удерживаются вместе не чем иным, как их собственной гравитацией, действующей в качестве клея. "Это буквально большая груда камней с большим количеством пустого пространства", - сказал Уолш.
Это может показаться слабой связью, но эти астероиды прочнее, чем кажется: пространство между их частями действует как амортизаторы при столкновениях. "Их особая структура делает их практически неразрушимыми", - сказал Джордан, если только они не врезаются в планету или не падают на солнце. Большинство околоземных астероидов, включая Бенну, представляют собой груды щебня.
Когда образцы с Бенну достигнут Земли этой осенью, их структура даст астрономам еще лучшее представление о том, когда компоненты груды обломков отделились от своих родительских тел и как они снова собрались вместе. "Это будет очень весело", - сказал Коннолли.