Billedkredit: NASA / JPL
Astronomer har længe fastholdt, at kollisioner var den primære årsag til spinding af asteroider, men ny forskning tyder på, at det måske er noget meget mere skånsomt: sollys. I en nylig undersøgelse foretaget af Southwest Research Institute (SwRI) og Charles University (Prag) beregnet astronomer virkningen af millioner, og endda milliarder af år med sollystryk kan få en asteroide til at dreje så hurtigt, at den kan flyve fra hinanden; andre kan gøres for at stoppe med at dreje helt.
En ny undersøgelse foretaget af forskere ved Southwest Research Institute (SwRI) og Charles University (Prag) har fundet, at sollys kan have overraskende vigtige effekter på spin af små asteroider. Undersøgelsen indikerer, at sollys kan spille en mere vigtig rolle i bestemmelsen af asteroide spinhastigheder end kollisioner, som tidligere blev antaget at kontrollere asteroide spinhastigheder. Resultaterne vil blive offentliggjort i 11. september-udgaven af Nature.
David Vokrouhlicky (Charles University), David Nesvorny og William Bottke (begge af SwRI Space Studies Department) gennemførte undersøgelsen, som viste, at sollys, der blev optaget og genemitteret over millioner til milliarder af år, kan spinde nogle asteroider så hurtigt, at de potentielt kunne gå i stykker. I andre tilfælde kan det næsten forhindre dem i at spinde helt. Holdet bemærkede endda, at virkningerne af sollys kombineret med planeternes tyngdepunktsdræbte langsomt kan tvinge asteroide rotationspoler til at pege i samme retning.
Indtil for nylig troede forskerne, at asteroidepåvirkninger kontrollerede rotationshastigheden og retningen for små asteroider, der flyder i rummet. De usædvanlige spin-tilstande med 10 asteroider observeret af Stephen Slivan, en forsker ved Massachusetts Institute of Technology, har imidlertid tvivlet på denne idé. Slivans asteroider, de første i området 15 til 25 mil i diameter, der har undersøgt deres spins omfattende, er i den såkaldte Koronis asteroide-familie, en klynge af asteroide fragmenter produceret af en meget energisk kollision for milliarder af år siden. Slivan fandt, at ikke kun roterer fire af disse asteroider med næsten den samme hastighed, men de har også drejeakser, der peger i samme retning.
”Dataene viser tydeligt, at spinvektorindretningen er reel, men hvordan de fik den måde har været et stort puslespil,” siger Slivan. ”Det glæder mig, at andre synes, at dette er et interessant problem.”
”For at forestille dig, hvor underlige disse asteroider virkelig er, kan du forestille dig, at du fik en kasse med spinde toppe, ligesom du var ved at starte ombord på rumfærgen. I betragtning af al den rysten, der blev produceret ved lanceringen, ville du forvente, at toppe havde forskellige omdrejningshastigheder og orienteringer, når du nåede til bane, ”siger Bottke. ”Forestil dig i stedet din overraskelse, når du åbner kassen, hvis toppe alle drejede i samme hastighed og havde deres håndtag, der peger mod stjernebilledet Cassiopeia. Forøg nu størrelsen på toppe med en faktor på en million og foregive, at hoppingen under lanceringen svarer til milliarder af år med asteroide-kollisioner. Dette er den underlige situation, vi befinder os i. ”
De resterende seks asteroider, der er undersøgt af Slivan, har enten ekstremt langsomme rotationshastigheder, således at de roterer langsommere end timens hånd på et ur, eller meget hurtige rotationshastigheder, således at de er nær grænsen, ud over hvilket løst materiale på overfladen af en asteroide ville flyve væk.
”Man kunne forvente, at kollisioner ville have randomiseret disse rotationsrater. Det var en stor overraskelse at finde en klynge af asteroider med så underlige spin-tilstande, ”siger Nesvorny.
For at forklare spin-tilstandene i Koronis-familie-asteroider undersøgte Vokrouhlicky, Nesvorny og Bottke, hvordan asteroider reflekterer og optager lys fra solen og udretter denne energi væk som varme. De fandt ud af, at selvom rekylkraften, der produceres ved udstråling af sollys, er lille, kan den stadig ændre en asteroids rotationshastighed og polretning, hvis den har tid nok til at handle.
”Ligesom historien om skildpadden og haren vinder langsomt og konstant sollys løbet om det hurtigtvirkende, men mindre effektive, skub af sammenstød mellem asteroider. Sollys i rummet stopper aldrig, ”siger Bottke,“ og de fleste asteroider er blevet udsat for meget af det på grund af deres alder. ”
Ved hjælp af computersimuleringer viste teamet, at sollyset langsomt har været stigende og faldende rotationshastighederne for Koronis-familie-asteroider, siden de blev dannet for 2 til 3 milliarder år siden. Mere bemærkelsesværdigt fandt de, at nogle simulerede asteroider blev fanget i en speciel spin-tilstand, der tvang wobble af asteroidens spin-akse (produceret af tyngdepunktforstyrrelser fra solen) til at "slå" på samme frekvens som slingring af asteroidens bane ( produceret af tyngdepunktforstyrrelser fra planeterne). Denne tilstand, kaldet en spin-orbit resonans, kan føre en asteroide rotationshastighed og spin-akse til bestemte værdier.
”Disse resultater giver os en ny måde at se på asteroiderne på,” siger Vokroulicky. ”Det er vores håb, at dette arbejde vil stimulere observationsundersøgelser i mange forskellige regioner i hovedsteroidebæltet. Vi har kun ridset overfladen på dette interessante problem. ”
Original kilde: SWRI News Release
