Obrazový kredit: NASA / JPL
Astronomové již dlouho tvrdí, že srážky byly hlavní příčinou spřádání asteroidů, ale nový výzkum naznačuje, že by to mohlo být něco mnohem jemnějšího: sluneční světlo. V nedávné studii provedené Jihozápadním výzkumným ústavem (SwRI) a Karlovou univerzitou (Praha) vypočítali astronomové účinek milionů a dokonce miliardy let tlaku slunečního světla mohou způsobit, že se asteroid roztočí tak rychle, že se může rozletět; jiní mohou být nuceni úplně točit.
Nová studie vědců z Jihozápadního výzkumného ústavu (SwRI) a Univerzity Karlovy (Praha) zjistila, že sluneční záření může mít překvapivě důležité účinky na točení malých asteroidů. Studie ukazuje, že sluneční záření může hrát důležitější roli při určování rychlosti asteroidů, než kolize, u kterých se dříve předpokládalo, že řídí rychlosti asteroidů. Výsledky budou zveřejněny v 11. září vydání časopisu Nature.
David Vokrouhlicky (Univerzita Karlova), David Nesvorny a William Bottke (oba z oddělení pro výzkum vesmíru SwRI) provedli studii, která ukázala, že sluneční záření absorbované a obnovené po miliony až miliardy let může otáčet některé asteroidy tak rychle, že by se mohly potenciálně rozpadnout. V jiných případech je může téměř zabránit úplnému spřádání. Tým dokonce poznamenal, že účinky slunečního světla v kombinaci s gravitačními tahy planet mohou pomalu donutit póly rotace asteroidů, aby směřovaly stejným směrem.
Až donedávna se vědci domnívali, že dopady asteroidů řídí rychlost a směr rotace malých asteroidů vznášejících se ve vesmíru. Neobvyklé rotační stavy 10 asteroidů pozorované Stephenem Slivanem, výzkumníkem technologického institutu v Massachusetts, však tuto myšlenku zpochybnily. Slivanovy asteroidy, první z řady o průměru 15 až 25 mil, které mají rozsáhle prostudované otáčení, jsou v tzv. Rodině asteroidů Koronis, shluku fragmentů asteroidů produkovaných vysoce energetickými srážkovými miliardami před lety. Slivan zjistil, že nejenže čtyři z těchto asteroidů rotují téměř stejnou rychlostí, ale mají také osy rotace, které směřují stejným směrem.
"Data jasně ukazují, že vyrovnání vektorů rotace je skutečné, ale to, jak se dostali tímto způsobem, je velká hádanka," říká Slivan. "Jsem rád, že ostatní to považují za zajímavý problém."
"Chcete-li si představit, jak divné jsou tyto asteroidy, představte si, že jste dostali krabici rotujících vrcholů, stejně jako jste se chystali vypustit na palubu raketoplánu." S ohledem na veškeré otřesy způsobené startem byste očekávali, že vrcholy budou mít různé rychlosti a orientace rotace v době, kdy dosáhnete orbity, “říká Bottke. "Místo toho si představte své překvapení při otevírání krabice, pokud se všechny vrcholy točily stejnou rychlostí a jejich kliky směřovaly k souhvězdí Cassiopeia." Nyní zvětšete velikost vrcholů faktorem milionu a předstírejte, že skákání během startu odpovídá miliardám let kolizí asteroidů. To je zvláštní situace, s níž se setkáváme. “
Zbývajících šest asteroidů studovaných Slivanem má buď extrémně pomalé rotační rychlosti, takže se otáčí pomaleji než hodinová ručička hodin, nebo velmi rychlé rotační rychlosti, takže jsou blízko limitu, za kterým se uvolněný materiál na povrchu asteroidu nachází odletěl.
"Dalo by se očekávat, že kolize by náhodně tyto rychlosti rotace. Bylo velkým překvapením najít shluk asteroidů s takovými podivnými spinovými stavy, “říká Nesvorny.
Vokrouhlicky, Nesvorny a Bottke, aby vysvětlili spinové stavy rodinných asteroidů Koronis, zkoumali, jak asteroidy odrážejí a absorbují světlo ze slunce a tuto energii znovu odvádějí jako teplo. Zjistili, že zatímco zpětná síla vyvolaná opakovaným slunečním světlem je nepatrná, stále může podstatně změnit rychlost rotace a směr pólu, pokud má dostatek času na zásah.
"Stejně jako příběh o želvě a zajíci, pomalé a stabilní sluneční světlo vyhraje závod nad rychle působícím, ale méně účinným nárazem kolizí mezi asteroidy." Sluneční světlo ve vesmíru se nikdy nezastaví, “říká Bottke,„ a většina asteroidů byla kvůli svému věku hodně vystavena. “
Pomocí počítačové simulace tým ukázal, že sluneční světlo pomalu roste a snižuje rychlost rotace asteroidů rodiny Koronis, protože byly vytvořeny před 2 až 3 miliardami let. Ještě pozoruhodnější je, že zjistili, že některé simulované asteroidy byly zachyceny do zvláštního spinového stavu, který nutil kolísání rotační osy asteroidů (vyvolané gravitačními poruchami ze slunce) na „bití“ při stejné frekvenci jako kolísání orbity asteroidů ( způsobené gravitačními poruchami z planet). Tento stav, nazývaný rezonance rotace na oběžné dráze, může řídit rychlost rotace asteroidu a rotační osu na konkrétní hodnoty.
"Tyto výsledky nám poskytují nový způsob, jak se podívat na asteroidy," říká Vokroulický. „Doufáme, že tato práce bude stimulovat observační studie v mnoha různých regionech hlavního asteroidního pásu. Povrch tohoto zajímavého problému jsme jen poškrábali. “
Původní zdroj: SWRI News Release
