Купа щебеню
| |||
Вважаються купою щебеню: Ліворуч: астероїд 101955 Бенну
Праворуч: комета Чурюмова — Герасименко |
В астрономії: купа щебеню — це небесне тіло, яке не є монолітним, натомість воно складається з численних камінців, які зібралися в купу під дією гравітації. Купа щебеню має малу щільність, оскільки між камінцями, з яких вона складається, багато порожнин.
Об'ємна щільність астероїдів Бенну і Рюгу свідчить, що за своєю внутрішньою структурою вони є купою щебеню[1][2][2]. Вважається, що багато комет і більшість малих планет складаються каменів, які зібралися докупи[3].
Вважається, що більшість невеликих астероїдів — це купи щебеню[3].
Купи щебеню утворюються, коли астероїд або супутник (який спочатку може бути й монолітом) розбиваються на шматки внаслідок удару, і невдовзі окремі шматки знову зливаються в одне тіло, переважно за рахунок власної гравітації. Зазвичай таке злиття триває від кількох годин до кількох тижнів[5].
Коли астероїд, який є купою щебеню, проходить неподалік набагато масивнішого тіла, припливні сили змінюють його форму[6].
Розраховуючи щільність астероїдів, вчені вже давно підозрювали, що в багатьох випадках вони є купами щебеню. Обчислені щільності часто виявлялися значно меншими, ніж у метеоритів, які іноді ідентифікували як шматки астероїдів.
Багато астероїдів із низькою щільністю вважаються купами щебеню, наприклад 253 Матільда. Маса Матільди, визначена місією NEAR Shoemaker, є надто низькою для її спостережуваного об'єму, якщо врахувати, що її поверхня складається з каміння. Навіть якби Матільда складалася б із льоду з тонкою кіркою гірської породи, це не забезпечило б належної щільності. Крім того, великі ударні кратери на Матільді є свідченням того, що вона зазнавала зіткнень із метеоритами, які розбили б монолітне тіло на шматки.
Однак першим сфотографованим астероїдом, який однозначно ідентифікували як купу щебеню, став 25143 Ітокава, який не має явних ударних кратерів, а отже, майже напевно є результатом злиття пошматованих фрагментів.
Астероїд 433 Ерос, головна ціль місії NEAR Shoemaker, хоч він увесь і вкритий тріщинами, був усе ж ідентифікований як суцільне тіло. Було виявлено, що інші астероїди (зокрема, можливо, й Ітокава) є контактно-подвійними малими тілами — тобто кожен із них являє собою два окремих тіла, які торкаються одне одного; уламки можуть як заповнювати, так і не заповнювати місце їхнього контакту.
Утворення великих внутрішніх пустот є можливим унаслідок дуже малої ваги більшості астероїдів. Попри тонкий зовнішній шар реголіту (принаймні при роздільній здатності космічних апаратів), гравітація астероїда настільки слабка, що домінуючою силою є тертя між фрагментами: воно не дає змоги дрібним шматочкам переміститися всередину й заповнити пустоти.
Усі найбільші астероїди (1 Церера, 2 Паллада, 4 Веста, 10 Гігея, 704 Інтерамнія) — це суцільні тіла, усередині яких немає великих пустот. Можливо, поясненням цього є їхні розміри: вони достатньо великі, щоб не руйнуватися від зіткнень із метеоритами. Можливо також, що Церера та кілька інших найбільших астероїдів є надто масивними: навіть якщо такий астероїд унаслідок удару розбивається на шматки, які не розлітаються, а знову збираються в єдине тіло; їхня самогравітація виявляється достатньо великою, щоб стиснути їх настільки щільно, щоб пустот між ними не залишалося. Зокрема, Веста з моменту свого утворення спромоглася вціліти після принаймні одного потужного удару. Вона виявляє ознаки гравітаційної диференціації внутрішньої структури. Це випливає з наявності величезного кратера на її поверхні; він же вказує на те, що Веста не є купою щебеню. Відтак, це є свідченням того, що великий розмір слугує захистом від перетворення небесного тіла на купу щебеню.
Дані спостережень свідчать, що ядро комети може бути не єдиним суцільним тілом, а агломерацією дрібних фрагментів, які слабко пов'язані одне з одним і час від часу зазнають руйнівних подій, хоча очікується, що великі фрагменти комет спершу утворилися в процесі конденсації, а не ударного зіткнення уламків, як у випадку з астероїдами[7][8][9][10][11]. Утім, спостереження in situ, проведені космічним апаратом «Розетта», вказують на те, що цей процес може бути складнішим[12].
Фобос, більший із двох природних супутників планети Марс, теж вважається купою щебеню, яку утримує тонка реголітова кора завтовшки 100 м[13][14]. Спектроскопія складу Фобоса дає змогу припустити, що Фобос може бути захопленим астероїдом основного поясу[15][16].
- ↑ Data source, reference: Warner, B.D., Harris, A.W., Pravec, P. (2009). Icarus 202, 134-146.[4] Updated 2016 September 6. See: www.MinorPlanet.info
- ↑ Chesley, Steven R.; Farnocchia, Davide; Nolan, Michael C.; Vokrouhlický, David; Chodas, Paul W.; Milani, Andrea; Spoto, Federica; Rozitis, Benjamin; Benner, Lance A.M.; Bottke, William F.; Busch, Michael W.; Emery, Joshua P.; Howell, Ellen S.; Lauretta, Dante S.; Margot, Jean-Luc; Taylor, Patrick A. (2014). Orbit and bulk density of the OSIRIS-REx target Asteroid (101955) Bennu. Icarus. 235: 5—22. arXiv:1402.5573. Bibcode:2014Icar..235....5C. doi:10.1016/j.icarus.2014.02.020. ISSN 0019-1035.
- ↑ а б Hayabusa-2: Asteroid mission exploring a 'rubble pile'. [Архівовано 7 листопада 2020 у Wayback Machine.] Paul Rincon, BBC News. 19 March 2019.
- ↑ а б в About Light Curves. Minor Planet Center. Архів оригіналу за 19 лютого 2020. Процитовано 24 квітня 2020.
- ↑ Warner, Brian D.; Harris, Alan W.; Pravec, Petr (July 2009). The asteroid lightcurve database. Icarus. 202 (1): 134—146. Bibcode:2009Icar..202..134W. doi:10.1016/j.icarus.2009.02.003.
- ↑ Michel, Patrick; Benz, Willy; Tanga, Paolo; Richardson, Derek C. (November 2001). Collisions and Gravitational Reaccumulation: Forming Asteroid Families and Satellites. Science. 294 (5547): 1696—1700. Bibcode:2001Sci...294.1696M. doi:10.1126/science.1065189. PMID 11721050.
- ↑ Solem, Johndale C.; Hills, Jack G. (March 1996). Shaping of Earth-Crossing Asteroids by Tidal Forces. Astronomical Journal. 111: 1382. Bibcode:1996AJ....111.1382S. doi:10.1086/117884.
- ↑ Weissman, P. R. (March 1986). Are cometary nuclei primordial rubble piles?. Nature. 320 (6059): 242—244. Bibcode:1986Natur.320..242W. doi:10.1038/320242a0. ISSN 0028-0836.
- ↑ Tidal Disruption of Asteroids and Comets [Архівовано 13 червня 2020 у Wayback Machine.]. William Bottke. Southwest Research Institute in Boulder, Colorado. 1998.
- ↑ Stardust at Comet Wild 2 [Архівовано 28 червня 2011 у Wayback Machine.]. (PDF) Harold A. Weaver, Science 18 JUNE 2004, Vol 304.
- ↑ Interior of the Cometary Nucleus [Архівовано 29 квітня 2021 у Wayback Machine.]. University of California, Los Angeles.
- ↑ Asphaug, E.; Benz, W. (1994). Density of comet Shoemaker–Levy 9 deduced by modelling breakup of the parent 'rubble pile'. Nature. 370 (6485): 120—124. doi:10.1038/370120a0.
- ↑ Khan, Amina (31 липня 2015). After a bounce, Rosetta's Philae lander serves up cometary surprises. Los Angeles Times. Архів оригіналу за 6 листопада 2018. Процитовано 11 листопада 2015.
- ↑ Phobos is Slowly Falling Apart. NASA. SpaceRef. 10 листопада 2015. Процитовано 11 листопада 2015.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання) - ↑ NASA – Phobos. Solarsystem.nasa.gov. Архів оригіналу за 24 червня 2014. Процитовано 4 серпня 2014.
- ↑ Close Inspection for Phobos. Архів оригіналу за 10 березня 2013. Процитовано 7 липня 2020.
One idea is that Phobos and Deimos, Mars's other moon, are captured asteroids.
- ↑ Landis, G. A. "Origin of Martian Moons from Binary Asteroid Dissociation, " American Association for the Advancement of Science Annual Meeting; Boston, MA, 2001; abstract [Архівовано 4 червня 2016 у Wayback Machine.].
- Зображення великим планом Ітокава, астероїда — купи щебеню [Архівовано 14 травня 2013 у Wayback Machine.]
- NASA Astronomy Picture of the Day: Saturn's Moon Calypso, another possible rubble pile (17 February 2010)
- Гіпершвидкісні зіткнення з астероїдами, які є купами щебеню [Архівовано 13 червня 2020 у Wayback Machine.] pdf online @ kent.ac.uk