Исследователи определили тип астероида, который очень сложно уничтожить

26 сентября 2022 года зонд НАСА Double Asteroid Redirection Test (DART) намеренно врезался в астероид Диморфос. Цель? Оценить возможность отклонения кинетического удара в случае, если крупный астероид направляется прямо к Земле. Миссия прошла успешно. Но не стоит расслабляться: ученые обнаружили тип астероида, который будет особенно трудно уничтожить, если не предусмотреть возможность отклонения.

Международная группа исследователей под руководством Университета Кертина в Австралии проанализировала некоторые частицы реголита с астероида Итокава. Образцы были взяты в 2005 году космическим аппаратом "Хаябуса" агентства JAXA, который вернул образцы на Землю в июне 2010 года. Первые изображения астероида длиной 600 метров показали, что он покрыт каменными осколками, что говорит о том, что это не монолитный астероид, а скорее глыба обломков.

Изучение нескольких зерен пыли, собранных с поверхности, подтвердило теорию. "В отличие от монолитных астероидов, Итокава не является единым блоком породы, а принадлежит к семейству мусорных куч, что означает, что он полностью состоит из рыхлых пород и блоков, причем почти половину объема составляет пустое пространство", — объясняет профессор Фред Журдан из Школы наук о Земле и планетах Университета Кертина и первый автор исследования. Этот тип астероидов встречается в Солнечной системе гораздо чаще, чем считалось ранее, и его трудно уничтожить путем столкновения.

По оценкам ученых, монолитные астероиды диаметром около одного километра имеют продолжительность жизни в несколько сотен миллионов лет. В отличие от этого, в настоящее время неизвестно, насколько прочными являются астероиды схожего размера "груды обломков".

Чтобы определить возраст астероида Итокава, исследователи проанализировали три частицы реголита с помощью дифракции обратно рассеянных электронов, времяпролетной масс-спектрометрии, атомной зондовой томографии и методов датирования 40Ar/39Ar. Дифракция обратно рассеянных электронов - метод, позволяющий определить, подверглась ли порода воздействию метеорита, — показала, что частицы пострадали только при однократном воздействии давления от 5 до 15 ГПа.

Аргоновое датирование показало, что возраст двух частиц составляет 4 219 ± 35 и 4 149 ± 41 млн лет; в сочетании с тепловыми и диффузионными моделями эти результаты указывают на то, что огромный удар, разрушивший родительский (монолитный) астероид Итокава, произошел не менее 4,2 млрд лет назад. Другими словами, этому астероиду почти столько же лет, сколько и нашей Солнечной системе! Удивительно долгий срок жизни для астероида такого размера...

Это означает, что астероиды типа груды обломков могут выдерживать процессы бомбардировки из окружающей Солнечной системы в течение чрезвычайно длительных периодов времени и потенциально в 10 раз дольше, чем их монолитные аналоги. Как такая глыба может выживать так долго? "Такое длительное время выживания астероида объясняется присущей ему способностью поглощать удары и предполагает, что глыбы обломков трудно разрушить после их создания", — пишут исследователи в PNAS.

Итокава имеет пористость около 40%. Поскольку почти половина астероида представляет собой пустое пространство, столкновение могло бы только сжать промежутки между камнями, а не раздробить их, объясняют Фред Журдан и его соавтор профессор Ник Тиммс в журнале The Conversation. "Короче говоря, мы обнаружили, что Итокава похожа на гигантскую космическую подушку, и ее очень трудно разрушить", — резюмирует команда. Это одновременно и хорошая, и плохая новость.

Плохая новость заключается в том, что экстремальное время жизни астероидов-обломков говорит о том, что они должны быть гораздо более многочисленными в поясе астероидов, чем считалось ранее. "Поэтому, если крупный астероид когда-нибудь направится к Земле, он, скорее всего, будет представлять собой груду обломков", — говорит профессор Тиммс. Но эти астероиды относительно малы, и поэтому их труднее обнаружить.

Хорошей новостью является то, что прочность обломков астероидов ранее была неизвестна, что ставило под угрозу нашу способность разрабатывать стратегии защиты в случае, если один из них будет угрожать Земле. Поэтому эти новые результаты могут быть использованы в наших интересах, чтобы лучше предотвращать столкновения.

Если такой астероид будет обнаружен слишком поздно, чтобы попытаться отклонить его кинетическим ударом, можно будет использовать "более агрессивный" подход, предлагают два исследователя, например, ядерный взрыв (в ближайшей к объекту точке), ударная волна которого позволит отклонить астероид от его траектории, не разрушая его. "Большие взрывы могли бы передать гораздо больше кинетической энергии астероиду в естественно затухающей груде обломков и таким образом оттолкнуть его назад", — объясняют они.