Как долго астероид может «выжить»?

В октябре 2020 года космический корабль НАСА OSIRIS-REx приблизился к астероиду Бенну. Зонд, который находился на орбите своей цели почти два года, опустил роботизированную руку и поднял с поверхности астероида около 4,4 фунтов (2 кг) пылевидного каменистого материала. Этот материал является первым образцом астероида, собранным миссией США, и он может помочь ученым ответить на некоторые загадочные вопросы: сколько лет астероидам, таким как Бенну?

И как долго они длятся? Чтобы понять, как долго существуют астероиды, важно знать, когда и как они образовались. Астероиды в нашей Солнечной системе образовались из протопланетного диска, плотного скопления пыли и каменистого материала, вращавшегося вокруг нашего Солнца 4,5 миллиарда лет назад.

«Пыль начала коагулировать», — сказал Гарольд Коннолли, астроном из Университета Роуэна в Нью-Джерси и исследователь миссии OSIRIS-REx. Со временем эти комочки пыли собирали все больше и больше материала, сталкивались друг с другом и слипались. Некоторые из них превратились в целые планеты, такие как Земля.

Другие стали лунами, кометами и астероидами. Большинство астероидов Солнечной системы в настоящее время находятся в поясе астероидов, который простирается между Марсом и Юпитером, хотя иногда некоторые из них выбрасываются из пояса и становятся околоземными астероидами.

Самые большие нетронутые астероиды примерно того же возраста, что и Солнечная система: 4,5 миллиарда лет. Но некоторые астероиды можно считать более молодыми, так как они состоят из более мелких кусочков, отколовшихся от этих более крупных тел.

Как умирают астероиды?

Астероиды могут распадаться и в конечном итоге уничтожаться несколькими способами. Один за счет вращения. Астероиды обычно имеют неправильную форму — в отличие от планет, у которых достаточно гравитации, чтобы втянуть себя в грубую сферу — и поэтому они склонны крениться в одну сторону. Если они начнут вращаться после столкновения или под воздействием солнечного излучения, эта сила может отправить куски астероида в космос.

«Вы получаете небольшую разницу в крутящем моменте здесь и там, и в конечном итоге он разваливается», — сказал Коннолли. Астероиды также могут фрагментироваться из-за теплового стресса, который возникает, когда их материалы расширяются и сжимаются под воздействием солнечного тепла в течение миллионов лет или когда они испытывают внезапную потерю воды, когда лед внутри астероида превращается в газ под действием тепла нашей звезды.

Иногда астероиды распадаются от столкновений с другими скалистыми небесными объектами, «что-то вроде космической игры в бильярд», — сказал Коннолли Live Science. Основываясь на вероятности распада, «предмет размером 1 километр [0,6 мили] может прожить около 440 миллионов лет, [а] объект размером 10 километров [6,2 мили] может прожить около 4 миллиардов лет» в поясе астероидов, Кевин Уолш, астроном из Об этом сообщает в электронном письме из Юго-Западного исследовательского института в Колорадо.

Ученые все еще работают над тем, чтобы определить, как долго могут существовать самые большие астероиды, но вполне возможно, что некоторые из них могут существовать так же долго, как твердые внутренние планеты Солнечной системы — от 8 до 10 миллиардов лет. (Примерно через 5 миллиардов лет, когда Солнцу будет около 10 миллиардов лет, наша звезда, как ожидается, сгорит и поглотит своих соседей, включая планеты и астероиды.)

Как только астероид распадается на достаточно мелкие кусочки, его крошечные кусочки больше не считаются астероидом — кусок космического мусора размером менее 3,2 фута (1 метр) технически реклассифицируется как метеороид, согласно НАСА. В этот момент эти фрагменты метеороида могут столкнуться с более крупным телом, оставив ударный кратер.

Или они могут пересечься с планетой, имеющей атмосферу, такой как Земля, и стать метеорами, летящими по небу. Части также могут собраться вместе и сформировать то, что известно как астероид из кучи щебня. Эти составные тела получают «вторую жизнь в уменьшенной фрагментированной версии исходного астероида», — сказал Фред Журдан, геохронолог из Университета Кертин в Австралии.

Различные кусочки и кусочки удерживаются вместе не чем иным, как их собственной гравитацией, действующей как клей. «Это буквально большая куча камней с большим количеством пустого пространства», — сказал Уолш.

Это может показаться слабой связью, но эти астероиды крепче, чем кажутся: пространство между их частями действует как амортизаторы при столкновениях. «Их особая структура делает их почти неразрушимыми», — сказал Журдан, если только они не врежутся в планету или не упадут на солнце.

Большинство астероидов, сближающихся с Землей, включая Бенну, представляют собой астероиды из обломков. Когда этой осенью образцы из Бенну достигнут Земли, их структура даст астрономам еще лучшее представление о том, когда компоненты груды щебня отделились от своих родительских тел и как они снова собрались вместе. «Это будет очень весело», сказал Коннолли.