Mazos asteroīdus kopā tur Van Der Vālsa spēki

Kas satur kopā mazos asteroīdus? Protams, ne gravitācija, tie ir pārāk mazi tam. Šodien Daniels Šēress un draugi Kolorādo universitātē mūs apgaismo ar pētījumu par spēkiem, kas darbojas šajos mazajos ķermeņos.

2005. gadā Japānas misija Hayabusa apbrauca un nolaidās uz kartupeļa formas asteroīda Itokawa, kura izmērs ir tikai daži simti metru. (Tam ir paredzēts atgriezties uz Zemes vēlāk šogad ar asteroīdu putekļu paraugu.)

Griešanās ātruma statistika liecina, ka Ikotava un tai līdzīgie asteroīdi ir gruvešu kaudzes, ko gravitācija satur kopā 150 metrus un lielākās mērogos. Taču mazākiem laukakmeņiem vajadzētu lidot kosmosā ar šādu griešanās ātrumu.

Bet tas rada mīklu. Hajabusas attēli liecina, ka mazākos mērogos Ikotava ir tikai laukakmeņu un putekļu kolekcija. Bet, ja gravitācija nevar pārspēt iesaistītos centripetālos spēkus, kas tur Ikotavu kopā?

Astronomi jau kādu laiku ir zinājuši, ka iesaistītajiem spēkiem nav jābūt lieliem: dažādas simulācijas ir parādījušas, ka pat nelieli kohēzijas spēki var padarīt griežamās šķembu kaudzes stabilas zemas gravitācijas vidēs.

No dažādajām iespējām galvenās, ko astronomi ir pētījuši, ir Saules radiācijas spiediens, berze un elektrostatiskie spēki starp jonizētiem putekļiem (kas ir atbildīgi par putekļu levitāciju uz Mēness un tādējādi, visticamāk, izstumj putekļus).

Šēresa un uzņēmuma jaunākā darba mērķis ir veikt zināmo attiecīgo spēku aptauju, kas iedarbojas uz graudiem un daļiņām, noteikt to analītisko formu un attiecīgās konstantes kosmosa videi un apsvērt, kā šie spēki mērogojas viens pret otru.

Scheeres un co liecina, ka neviens no parastajiem aizdomās turamajiem nav iespējamais vainīgais. Tā vietā izskatās, ka mazus asteroīdus kopā satur van der Vāla spēki.

Tam ir divas interesantas sekas. Pirmkārt, par asteroīdu evolūciju. Šērss un kolēģi norāda, ka rotējošie asteroīdi pakāpeniski met nost lielākus laukakmeņus, līdz tie nonāk kā šķembu kaudzes, ko kopā satur van der Vāla spēki. Tas var palīdzēt izskaidrot ateorīdu izmēru sadalījumu.

Otrkārt, šis process var arī vismaz daļēji izskaidrot planētu gredzenu veidošanos, piemēram, ap Saturnu, kas sastāv tikai no maziem ķermeņiem.

Ja Scheere un co ir taisnība, viņu secinājumi novedīs pie būtiska asteroīdu virsmas īpašību pārvērtēšanas, nemaz nerunājot par planētu gredzenu struktūru un evolūciju. Nav mazs varoņdarbs.

Atsauce: arxiv.org/abs/1002.2478 : Spēku mērogošana uz asteroīdu virsmām: kohēzijas loma

paslēpties