Кто стряхивает пыль с астероидов?
Физики объяснили, почему поверхность небольших астероидов покрыта большими и маленькими камнями, а не толстым слоем пыли.
Чтобы вещи не покрывались пылью, ими нужно почаще пользоваться или хотя бы вовремя протирать от этой самой пыли. Возьмём, например… Луну — человек уже давно лично не посещал свой единственный естественный спутник, а на немногочисленных луноходах вместо манипулятора с веником учёные скорее поставят какой-нибудь масс-спектрометрический анализатор. Вот Луна и покрылась толстым слоем пыльного реголита, который никто не убирает. Шутки шутками, но с пылью на космических телах действительно не всё так просто.
Начнём с того, что пыль на астероидах и других объектах, бороздящих просторы Солнечной системы, образуется в результате космического выветривания. Потоки заряженных частиц солнечного ветра, излучение, периодические нагрев и охлаждение (если космическое тело подставляет солнечным лучам то один, то другой свой бочок) — всё это вызывает дробление и измельчение каменистых пород на поверхности астероидов и других объектов, лишённых атмосферы. Так, на Луне толщина слоя реголита, или лунной пыли, образовавшейся за миллиарды лет, в некоторых местах достигает нескольких метров. Что-то похожее астрономы ожидали увидеть и на астероидах, несколько из которых удалось изучить вблизи с помощью космических аппаратов. Как, например, небольшой околоземный астероид Бенну.
В конце 2018 года его посетил аппарат «OSIRIS-REx», который не только рассмотрел его со всех сторон, но даже в октябре 2020 года «пощупал» космическое тело — забрал образцы грунта, чтобы к концу следующего года доставить их на Землю. Первые детальные фотографии астероида, сделанные OSIRIS-REx, стали сюрпризом для астрономов: они ожидали, что поверхность Бенну будет напоминать лунную, и на ней будет много пыли, однако, астероид оказался «чистеньким», как будто кто-то смахнул с него всю пыль перед прилётом гостя с Земли. И раз уж автоматические межпланетные пылесосы пока ещё не бороздят околоземные просторы, стало быть, существует какой-то механизм, сбрасывающий пыль с астероида.
Построив теоретические модели и изучив поведение пыли в экспериментальных камерах, имитирующих условия космоса, группа исследователей из Колорадского университета в Боулдере пришла к выводу, что роль веника для астероида выполняет статическое электричество. Под действием солнечного излучения частички пыли могут накапливать отрицательный электрический заряд, в результате чего некоторые пылинки начинают «выпрыгивать» с поверхности, отталкиваясь от одноимённо заряженных собратьев. Особо прыгучие пылинки могут таким образом развивать скорость до 8 метров в секунду, чего вполне хватит, чтобы преодолеть слабую гравитацию астероида и покинуть «отчий дом». Такой электростатический веник может очистить небольшой астероид от пыли «всего» за несколько миллионов лет.
А что с большими астероидами? Как можно догадаться, размер космического тела здесь играет первостепенное значение. Чем он больше, тем более сильное гравитационное притяжение испытывают пылинки и тем сложнее им отпрыгнуть от поверхности. На астероидах размером порядка километра и меньше, вроде того же Бенну или Рюгу, пыль надолго не задерживается, а вот более крупные тела уже не могут самостоятельно «стряхнуть» пыль. Поведение пыли определяет не только внешний вид астероида и его спектральные характеристики, но и эволюцию его орбиты, которую очень полезно рассчитывать как можно точнее, чтобы заранее подготовиться к тому случаю, если астероид «захочет» сам доставить образец своего материала на нашу планету. Да и в целом, если вы когда-нибудь захотите провести отпуск на астероиде, не гонитесь за размером «жилплощади» — больше времени потратите на уборку!
