В 2018 году зонд NASA OSIRIS-REx приблизился к астероиду Бенну. Ученые ожидали увидеть знакомую картину: гладкую поверхность, покрытую слоем мелкого реголита, удобного для забора проб. Вместо этого их встретил мир, усеянный гигантскими валунами, с необычной формой и странным поведением. Загадка Бенну длилась почти 20 лет. И только теперь, после того как образцы астероида были доставлены на Землю, ученые нашли ответ.
Два противоречивых факта
Первое недоумение возникло еще в 2007 году. Космический телескоп Spitzer изучил Бенну и зафиксировал странность: тепловая инерция поверхности астероида была очень низкой. Она быстро нагревалась и так же быстро остывала — как рыхлый песок на пляже.
Казалось бы, всё логично. Астероид, значит, покрыт песком.
Но в 2018 году подлетевший OSIRIS-REx показал совсем иную картину. Вместо песчаных дюн — гигантские каменные глыбы. А массивные камни, как мы знаем по земному опыту, ведут себя иначе: они долго нагреваются и медленно остывают. Как бетонные блоки после жаркого дня.
Как один и тот же объект мог обладать двумя разными тепловыми характеристиками? Ученые ломали голову.
Разгадка под микроскопом
Ответ пришел после того, как образцы Бенну были доставлены на Землю. Международная команда под руководством Эндрю Райана из Лунно-планетарной лаборатории Университета Аризоны провела комплексный анализ. Результаты опубликованы в журнале Nature.
Исследователи использовали рентгеновскую компьютерную томографию (XCT). Образцы поместили в герметичные контейнеры с инертной атмосферой, чтобы земной воздух не загрязнил их, и просканировали. Получили трехмерную цифровую модель внутренней структуры валунов.
Параллельно японские коллеги из Университета Нагоя применили лазерную термографию, чтобы измерить, как тепло распространяется по поверхности крошечных образцов.
И тут выяснилось интересное: тепловая инерция лабораторных образцов оказалась намного выше, чем предсказывали орбитальные данные. То есть на Земле камешки вели себя как нормальные камни. А в космосе — как песок.
Всё дело в трещинах
Чтобы объяснить расхождение, команда провела компьютерное моделирование. И вот что выяснилось: валуны Бенну пронизаны густой сетью микротрещин.
Именно эти трещины меняют всё. В космическом вакууме, где нет воздуха и воды, тепло не может передаваться от одной части камня к другой обычным путем. Оно словно "застревает" в этих разломах, и камень начинает отдавать энергию в космос не как монолит, а как рыхлая масса — быстро и с большей площади.
На Земле же, в лабораторных условиях, даже в инертной атмосфере, тепло распространяется иначе. Поэтому измерения на месте давали одну картину, а в лаборатории — другую.
— Мы наконец-то можем обосновать наше понимание тепловых свойств астероида с помощью телескопических наблюдений, проанализировав его же образцы, — пояснил соавтор исследования Рон Баллуз из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса.
Почему это важно
Бенну — не просто камень в космосе. Это астероид, который относится к классу потенциально опасных. Понимание его структуры и тепловых свойств помогает предсказывать, как такие объекты ведут себя при сближении с Солнцем, как меняется их орбита под воздействием теплового излучения (эффект Ярковского), и, в конечном счете, какова вероятность их столкновения с Землей.
Кроме того, Бенну — это «капсула времени», сохранившая материал с самых ранних этапов формирования Солнечной системы. В прошлом году ученые уже установили, что аминокислоты, обнаруженные в его образцах, могли сформироваться в ледяных, облученных радиацией областях на заре истории нашей системы. Это опровергало старые теории о том, что такие органические молекулы рождаются только в теплой воде.
Теперь добавилась еще одна деталь. Бенну оказался не просто астероидом, а сложным, пористым, трещиноватым телом, где микроскопические дефекты меняют макроскопические свойства.
Итог
Двадцать лет недоумения, два противоречащих друг другу факта, и наконец — разгадка. Поверхность Бенну, усеянная гигантскими валунами, обманула телескопы. Камни, которые должны были греться и остывать медленно, вели себя как песок. И виновата в этом — сеть микротрещин, пронизывающая их изнутри.
Образцы, доставленные OSIRIS-REx, подарили ученым не просто частицы астероида. Они дали ключ к пониманию того, как читать данные дистанционных наблюдений, как интерпретировать сигналы, приходящие к нам из космоса.
И, возможно, в следующий раз, когда телескоп увидит очередной астероид с "неправильным" тепловым поведением, мы уже будем знать: под кажущейся простотой скрывается сложный, трещиноватый мир, готовый раскрыть свои тайны.
А вы когда-нибудь задумывались, что обычный камень в космосе может быть гораздо сложнее, чем кажется? И что микротрещины способны обмануть целый космический телескоп? Делитесь мнениями в комментариях!
Читайте также: