Międzynarodowa grupa badawcza wykazała, że za powstawanie kotów z kurzu pod naszymi łóżkami i utrzymywanie w ryzach asteroidy Didymos odpowiadają te same siły. Didymos to podwójna asteroida, złożona z wielu małych odłamków, znajdująca się w pobliżu Ziemi. Większa asteroida ma średnicę równą 780 m, a mniejsza zwana Dimorphos 160 m.

W tym roku statek kosmiczny DART NASA wyruszył w podróż kosmiczną, której celem jest uderzenie w asteroidę Didymos i zmiana jej orbity. W roku 2024 sonda badawcza Hera zbada krater po uderzeniu DART NASA, a także skład i masę asteroidy.

Artystyczna wizja satelitów DART NASA i Hera okrążających planetoidę Didymos.

Zgodnie z naszą dotychczasową wiedza na temat powstawania asteroid małe obiekty mogłyby się grupować, tworząc większe asteroidy takie jak Didymos. Jednak ten konkretny obiekt wiruje wyjątkowo szybko z okresem obrotu około 2,26 godziny. Gdyby skały budujące Didymos przyciągały się wzajemnie wyłącznie siłą grawitacji, asteroida nie byłaby stabilna przy takiej prędkości obrotowej, przy szacowanej przez nas gęstości około 2170 kg/m3.

Aby zbadać, dlaczego asteroida się nie rozpada, stworzono symulację komputerową w 3D. Pozwoliło to rozbić Didymos na wiele malutkich obiektów i obserwować ich zachowanie. Zastosowanie takiej technologii pozwoliło zbadać spoistość wewnętrzną obiektu. Zdaniem naukowców za utrzymywanie asteroidy w obecnej formie odpowiadają siły Van der Waalsa.

Symulacja komputerowa przygotowana przez zespół naukowy badający asteroidę Didymos.

Siły Van der Waalsa to jedne z rodzajów oddziaływań międzycząsteczkowych. Są one związane z wzajemnym przyciąganiem się dodatnio naładowanego jądra jednego atomu i chmury elektronów drugiego atomu. Te oddziaływania utrzymują razem na przykład atomy gazów szlachetnych lub cząsteczki kurzu.

Na Ziemi to siły Van der Waalsa odpowiadają za powstawanie kotów kurzu pod naszymi łóżkami. W ziemskim polu grawitacyjnym to oddziaływanie jest na tyle słabe, że może utrzymywać ze sobą tylko cząstki o średnicy kilku ułamków milimetra. W środowisku asteroidy Didymos, gdzie pole grawitacyjne jest o wiele słabsze, siły Van der Waalsa mogą spoić większe obiekty takie jak odłamki skalne.

Wykres przedstawia przewidywaną spoistość wewnętrzną asteroidy w zależności od okresu wirowania dla różnych odległości od powierzchni.

Jak wynika z obliczeń zespołu, Didymos wymaga spoistości przy powierzchni od 3 do 6 paskali i wewnętrznej spoistości w przybliżeniu od 11 do 17 paskali. Spoistość to parametr wytrzymałości skał na odkształcenia spowodowane przez siły statyczne. Są to wielkości bardzo małe, w porównaniu z ciśnieniem atmosferycznym na powierzchni Ziemi.

Jak stwierdził Brian May, gitarzysta zespołu Queen pracujący nad badaniem: „asteroidy to nie tylko martwe skały kosmiczne. Są to geologicznie aktywne małe światy, w których panują zupełnie inne warunki niż na Ziemi, które nadal podważają nasze założenia”. Wyniki badań zespołu zostały opublikowane w międzynarodowym czasopiśmie naukowym Journal Icarus.

Autor

Krystyna Syty

Zastępca redaktora naczelnego portalu AstroNET, członek Klubu Astronomicznego Almukantarat.