«Полностью обновился множество раз». Ученые нашли лавиноопасный астероид
Не дожидаясь прибытия образцов грунта с околоземного астероида Бенну, астрономы все же сумели определить необычные свойства поверхности это небесного тела. В статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, американские ученые проанализировали полученные снимки и различили на них настоящий оползень, вызванный ударом метеороида. RTVI разбирался, почему такое часто случается на подобных рыхлых астероидах и почему это так важно для астрономов.
Изучение поверхности астероидов дает ученым возможность узнать подробности их эволюции, историю столкновений с другими телами Солнечной системы, наконец — понять свойства и состав грунта. Однако исследование наземными методами ограничено из-за удаленности объектов, поэтому для ответов на многие вопросы предпочтительными оказываются куда более дорогие, но результативные космические миссии.
Одной из таких экспедиций стала отправленная NASA миссия к небольшому околоземному астероиду, открытому в 2013 году и названному в честь древнеегипетского божества. Автоматическая межпланетная станция OSIRIS-Rex (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer) была запущена в 2016 году и обошлась в миллиард долларов. Год спустя после запуска аппарат сделал гравитационный маневр вокруг Земли и в 2018 году достиг своей цели — астероида Бенну диаметром меньше полукилометра.
Пробыв на орбите Бенну два года, 20 октября 2020 года научный зонд сблизился с космическим телом и забрал с его поверхности образцы грунта. Несмотря на то, что часть грунта просыпалась из заборного устройства, удалось собрать даже больше 70 граммов, на которые рассчитывали ученые. Сейчас капсула с грунтом летит к Земле и по расчетам должна приземлиться в штате Юта (США) на парашюте 24 сентября 2023 года.
Однако команде ученых под руководством Марка Перри из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса (штат Мэриленд) удалось измерить свойства поверхности астероида, не дожидаясь прибытия образцов на Землю. Сделать это позволили фотографии, сделанные зондом с орбиты астероида.
Детально рассматривая окрестности 70-метрового кратера Бралга, расположенного в средних широтах Бенну, ученые заметили «необычно гладкую, однородную» область к северу от него по направлению к экватору. Они пришли у выводу, что это обломки грунта, выброшенного в результате удара другого тела, которые вызвали настоящий оползень по склону в сторону экватора.
«Оползень начался, когда обломки от удара метеороида упали обратно на поверхность Бенну, — пояснил Перри. — Если объект падает быстро, со скоростью 5-20 км/с, стоит ожидать, что вещество поверхности вылетает с аналогичной скоростью. Но если объект, по которому происходит удар, плохо скреплен, вещество вылетает с меньшей скоростью. В противном случае мы бы увидели, что большая часть вещества оказалась в космосе, но это не то, что мы видим после удара».
В итоге большая часть выброшенного вещества, не приобретя достаточной скорости, вновь упала на поверхность. По словам Перри, единственным объяснением этого на астероиде, представляющем собой «груду щебня», связанную лишь гравитацией, является почти полное отсутствие слипания между частицами пыли и реголита.
«Поскольку Бенну так мал, вторая космическая скорость для него составляет несколько сотен метров в час (примерно 20 см/c), поэтому любая частица, выброшенная с него быстрее, покидает поверхность», — пояснил Перри.
Расчеты показали — несмотря на то, что диаметр кратера составляет 70 метров, диаметр импактора не превышал полуметра в поперечнике.
Ученые считают, что, раз все выброшенное вещество вернулось на астероид, то его поверхность оказалась еще более рыхлой, чем они предполагали, — даже рыхлее, чем очень сухой песок. «Эта чрезвычайно низкая поверхностная прочность также позволяет веществу быстро приходить в движение, и это то, что привело к оползню», — добавил Перри.
Авторы работы рассчитали, что поверхностная прочность Бенну (0,1-2 паскаля) на четыре порядка ниже, чем на более крупных изученных астероидах и поверхности Луны, и соответствует прочности аналогичных астероидов, например Рюгу, изученного японской миссией «Хаябуса» в 2018-19 годах.
«Возможность увидеть и изучить последствия ударов по поверхности Бенну критична для нашего понимания астероидов, представляющих собой кучу щебня, — считает Перри. — Чем больше мы узнаем об эволюции, составе и структуре этих восхитительных объектов, тем больше мы понимаем роль, которую они играли в формировании Солнечной системы и роль, которую они могут сыграть в будущем в исследовании миров за пределами нашего».
Астрономы считают, что полученные выводы имеют далеко идущие последствия для существующих методик оценки возраста подобных рыхлых астероидов.
Дело в том, что низкая поверхностная плотность приводит к более частому появлению крупных кратеров и описанных оползней, а значит поверхность таких астероидов чаще обновляется, что усложняет оценку возраста поверхности этим методом. «Исходя из возраста Бенну в 1 миллиард лет, полученного из оценки возраста его возможного семейства внутри Главного пояса астероидов, Бенну, вероятно, полностью успел обновить поверхность множество раз», — приходят к выводу ученые.