Астероиды типа «кучи щебня» оказались трудноразрушаемыми

Планетологи в ходе анализа частиц грунта астероида Итокава пришли к выводу, что тела типа «кучи щебня» более прочны и многочисленны в Главном поясе астероидов, чем считалось ранее. Это необходимо учитывать при разработке методов защиты Земли от опасных астероидов, так как тела, подобные Итокаве, будет трудно разрушить. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Астероид Итокава, с размерами 535×295×209 метров, представляет собой тело типа «кучи щебня», которое, как считают ученые, образовалось в результате столкновения двух крупных родительских астероидов и последующей аккумуляции обломков в новое тело. Итокава стал первым астероидом, грунт которого был доставлен на Землю — это сделала японская станция «Хаябуса», которая добыла около 1500 частиц грунта астероида. Несмотря на то, что большинство из этих частиц обладают диаметром менее 100 микрометров, они предоставляют собой уникальные образцы для исследований в области ранней Солнечной системы и эволюции астероидов.

Группа планетологов во главе с Фредом Журданом (Fred Jourdan) из Западно-австралийского центра изотопов аргона представила результаты исследований трех частиц реголита Итокавы, размером от 149 до 191 микрометров, при помощи метода дифракции отраженных электронов, сканирующей электронной микроскопии, времяпролетной масс-спектрометрии вторичных ионов, атомно-зондовой томографии и аргон-аргонового датирования. Ученых интересовало, насколько прочными, и, как следствие, долгоживущими могут быть тела типа «кучи щебня». Подобные оценки, которые важны для планетарной защиты Земли, ранее не давались, известно лишь, что монолитные астероиды диаметром более километра имеют продолжительность жизни в несколько сотен миллионов лет.

Ученые пришли к выводу, что частицы изначально располагались глубоко в монолитном родительском астероиде, поэтому были защищены от внешней бомбардировки и процессов ударного нагрева, подвергнувшись влиянию ударной волны при давлении от 5 до 15 гигапаскалей более 4,2 миллиарда лет назад — именно тогда Итокава образовалась как «куча щебня». Метаморфизм в родительском теле астероида протекал 4,5 миллиарда лет назад, оно могло иметь диаметр до 20 километров. Предполагается, что высокая пористость астероида могла обеспечить его медленное охлаждение после образования, когда породы нагрелись до нескольких сотен градусов.

Кроме того, даже если первоначальный диаметр Итокавы составлял около одного километра и он каким-то образом потерял более 90 процентов своего первоначального объема вещества в космос, то средняя продолжительность жизни монолитного тела километрового размера составит порядка 440 миллионов лет. Таким образом, тела типа «кучи щебня» способны существовать миллиарды лет, подвергаясь бомбардировке, так как схлопывание пор в веществе астероида будет поглощать большую часть энергии, выделяемой в ходе ударного процесса. В результате энергетический порог, необходимый для полного разрушения астероидов из обломков, более чем в четыре раза выше, чем для монолитных астероидов.

Ранее мы рассказывали о том, как в образцах с астероида Итокава нашли следы столкновения с другим телом.