Як довго живе астероїд?

У жовтні 2020 року космічний корабель NASA OSIRIS-REx наблизився до астероїда Бенну. Зонд, який обертався навколо своєї мети майже два роки, опустив роботизовану руку та зачерпнув близько 4,4 фунта (2 кілограми) пилового кам’янистого матеріалу з поверхні астероїда. Цей матеріал є першим зразком астероїда, зібраним американською місією, і він може допомогти вченим відповісти на деякі загадкові запитання: скільки років астероїдам, подібним до Бенну? І скільки вони тривають?

Щоб зрозуміти, як довго існують астероїди, важливо знати, коли і як вони утворилися. Астероїди в нашій Сонячній системі об’єдналися з протопланетного диска, густого набору пилу та кам’яного матеріалу, який обертався навколо нашого Сонця 4,5 мільярда років тому. 

«Пил почав згортатися», — сказав Гарольд Конноллі, астроном з Університету Роуена в Нью-Джерсі та дослідник місії OSIRIS-REx. Згодом ці пилові кролики збирали все більше матеріалу, стикалися один з одним і злипалися. Деякі з них сніговим комом перетворилися на цілі планети, як-от Земля. Інші стали супутниками, кометами та астероїдами. 

Більшість астероїдів у Сонячній системі зараз знаходяться в поясі астероїдів, який простягається між Марсом і Юпітером, хоча іноді деякі викидаються з поясу й стають навколоземними астероїдами. Найбільші непошкоджені астероїди приблизно того ж віку, що й Сонячна система: 4,5 мільярда років. Але деякі астероїди можна вважати молодшими, оскільки вони складаються з менших частин, які відкололися від цих більших тіл.

Як гинуть астероїди?

Астероїди можуть розпадатися і зрештою бути знищеними кількома різними способами. Один – спінінгом. Астероїди зазвичай мають неправильну форму — на відміну від планет, які мають достатню силу тяжіння, щоб втягнути себе в грубу сферу — і тому вони мають тенденцію кренитися вбік. Якщо вони починають обертатися після зіткнення або під впливом сонячного випромінювання, ця сила може відправити шматки астероїда в космос. «Ви відчуваєте невелику різницю в крутному моменті тут і там, і врешті-решт він розвалюється», — сказав Конноллі.

Астероїди також можуть розпадатися внаслідок термічної напруги, яка виникає, коли їхні матеріали розширюються та стискаються під дією сонячного тепла протягом мільйонів років або коли вони відчувають раптову втрату води, коли лід усередині астероїда перетворюється на газ під дією тепла нашої зірки. 

Іноді астероїди розпадаються від зіткнень з іншими скелястими небесними об’єктами, «щось схоже на гру в космічний більярд», — сказав Конноллі Live Science. Виходячи з ймовірності розпаду, «об’єкт розміром 1 кілометр [0,6 милі] може прожити близько 440 мільйонів років, [а] об’єкт розміром 10 кілометрів [6,2 милі] — приблизно 4 мільярди років» у поясі астероїдів, сказав Кевін Волш, астроном з Південно-західний дослідницький інститут у Колорадо, повідомив Live Science в електронному листі. 

Вчені все ще працюють над тим, щоб визначити, як довго можуть проіснувати найбільші астероїди, але можливо, що деякі з них проіснують стільки ж, скільки кам’янисті внутрішні планети Сонячної системи — від 8 до 10 мільярдів років. (Очікується, що приблизно через 5 мільярдів років, коли Сонцю буде близько 10 мільярдів років, наша зірка згорить і поглине своїх сусідів, включаючи планети й астероїди.)

Як тільки астероїд розпадається на досить дрібні частини, його крихітні шматочки більше не вважаються астероїдом — шматок космічного сміття розміром менше ніж 3,2 фута (1 метр) технічно перекласифікується як метеороїд, згідно з NASA. У цей момент ці фрагменти метеорита можуть зіткнутися з більшим тілом, залишивши ударний кратер. Або вони можуть перетнутися з планетою, яка має атмосферу, такою як Земля, і стати метеорами, що летять по небу. 

Частини також можуть знову об’єднатися й утворити астероїд, відомий як купа уламків. Ці композитні тіла отримують «друге життя у меншій фрагментованій версії початкового астероїда», — розповів Live Science Фред Журдан, геохронолог з університету Кертіна в Австралії.

Різноманітні шматочки та шматки утримуються разом лише своєю силою тяжіння, яка діє як клей. «Це буквально велика купа каміння з великою кількістю порожнього простору», — сказав Волш. 

Це може здатися слабким зв’язком, але ці астероїди міцніші, ніж здається: простір між їхніми частинами діє як амортизатор проти зіткнень. «Їхня особлива структура робить їх майже незнищенними», — сказав Журден, якщо вони не врізатимуться в планету чи не впадуть на сонце. Більшість навколоземних астероїдів, у тому числі Бенну, є астероїдами з купи уламків. 

Коли зразки з Бенну досягнуть Землі цієї осені, їхня структура дасть астрономам ще краще уявлення про те, коли компоненти купи уламків відкололися від своїх батьківських тіл і як вони повернулися разом. «Це буде дуже весело», — сказав Конноллі. Джерело