Gli scienziati sono abbastanza fortunati da avere viste dettagliate e ravvicinate degli asteroidi vicini alla Terra Bennu e Ryugu. Entrambi gli asteroidi hanno una forma a diamante, per qualche ragione. Come mai? Fino ad ora, è stato un puzzle.
Ora un team di scienziati ha affrontato la domanda e potrebbe aver trovato la risposta.
Gli asteroidi sono un obiettivo di studio continuo per gli scienziati. Sono i resti del Sistema Solare primordiale, materiale che non è stato travolto dalla formazione del pianeta. La maggior parte di loro si trova nella fascia degli asteroidi, dove sono difficili da studiare.
Ma alcuni di loro sono sfuggiti alla cintura e si sono avvicinati alla Terra. Questi asteroidi vicini alla Terra offrono agli scienziati la migliore possibilità di studiarli. I veicoli spaziali sono stati inviati ad entrambi Ryugu e Determinazione per raccogliere campioni e riportarli sulla Terra. Mentre erano lì, sia la navicella spaziale giapponese Hayabusa 2, che ha visitato Ryugu, sia l'OSIRIS-REx della NASA, che ha visitato Bennu, hanno studiato intensamente i loro obiettivi di asteroidi, inclusa la raccolta di immagini dettagliate.
Entrambi sono asteroidi cumuli di macerie, il che significa che sono costituiti da pezzi di materiale più piccolo legati insieme dalla gravità, ed entrambi sono a forma di diamante. Entrambi ruotano anche rapidamente.
Gli asteroidi vicini alla Terra Bennu (l) e Ryugu (r). Entrambi sono asteroidi cumuli di macerie ed entrambi sono a forma di diamante. Credito immagine a sinistra: NASA/Goddard/Università dell'Arizona - Pubblico dominio. Credito immagine a destra: di ISAS/JAXA, CC BY 4.0
Un gruppo di ricercatori dell'Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) e della Rutgers University ha pubblicato un articolo che spiega la forma a diamante degli asteroidi. Il documento si intitola “ Bennu e Ryugu: diamanti nel cielo. ” È pubblicato sulla rivista Granular Matter. L'autore principale è il Dr. Tapan Sabuwala dell'OIST.
Il fatto che siano solo vagamente tenuti insieme, pezzi di materiale più piccoli significa che sono come materia granulare, piuttosto che pezzi di roccia più grandi e monolitici. Quindi, per studiarli e la loro forma a diamante, il team di scienziati ha utilizzato la modellazione fisica granulare. In questo caso, un modello di come scorrono i granelli di sabbia ha aiutato a spiegare la forma del diamante.
Questo non è il primo tentativo di utilizzare modelli per comprendere le forme degli asteroidi. Quei modelli si basavano sulla rotazione per spiegare la forma, ma i modelli non hanno resistito ai test.
'I modelli precedenti hanno attribuito queste forme di diamante alle forze causate dalla rotazione, che ha portato il materiale a essere guidato dai poli all'equatore', ha affermato l'autore principale dell'articolo, il dott. Tapan Sabuwala. 'Ma quando gli asteroidi sono stati simulati utilizzando questi modelli, la forma era appiattita o asimmetrica anziché a diamante, quindi sapevamo che qualcosa non andava', ha spiegato il dott. Sabuwala in un comunicato stampa .
Il comunicato stampa che accompagna lo studio ha utilizzato come esempio la sabbia che scorre attraverso un imbuto. Quando la sabbia viene versata, forma una forma conica. Naturalmente, c'è molto di più su un asteroide che su un semplice mucchio di sabbia. Le forze gravitazionali sono molto diverse. 'Abbiamo dovuto tenerne conto nel nostro modello, oltre al fatto che anche la rotazione dell'asteroide gioca un ruolo significativo', ha affermato il dott. Sabuwala.
Sulla sinistra c'è un'immagine dell'asteroide 101955 Bennu. Sulla destra è una simulazione modellata dallo studio. Il modello corrisponde chiaramente alla forma a diamante dell'asteroide. Credito immagine: Sabuwala et al 2021.
Secondo il documento, la forza centrifuga ha giocato un ruolo importante nella forma di Bennu e Ryugu. È più debole vicino ai poli degli asteroidi, quindi più materiale si accumula lì. Ciò conferisce agli asteroidi il loro aspetto distinto. “Mostriamo che questo accumulo si traduce in un aumento delle elevazioni ai poli, mentre la migrazione centrifuga aumenta le elevazioni all'equatore. Senza questo accumulo, i poli mancano dei poli elevati che sono evidenti su Ryugu e Bennu', scrivono gli autori nel loro articolo.
Questo lavoro si discosta dai modelli precedenti in un altro modo importante. Mostra che gli asteroidi non si sono formati come una forma diversa per poi diventare gradualmente a forma di diamante. Invece, la forma del diamante si è formata come si è formato l'asteroide e come materiale accumulato. La forma degli asteroidi è cambiata solo minimamente nel tempo.
“Il modello si basa sul principio di un angolo critico di riposo assunto dalla caduta dei grani depositati su asteroidi rotanti e mucchi di macerie. Poiché il modello è guidato dalla deposizione, i nostri risultati suggeriscono in primo luogo che Bennu e Ryugu hanno acquisito le loro forme caratteristiche nei primi tempi e in secondo luogo che il successivo rimodellamento da parte di altri effetti... potrebbe essere minimo', scrivono nel riassunto del documento.
Successivamente, i ricercatori vorrebbero esaminare altri asteroidi cumuli di macerie che ruotano più lentamente. Questi tipi di asteroidi dovrebbero formare una forma più sferoidale poiché la forza centrifuga è più debole. Quando hanno ridotto la velocità di rotazione nella loro modellazione, è esattamente quello che è risultato.
Quando i ricercatori hanno ridotto la velocità di rotazione nei modelli, ha ridotto la forza centrifuga, ottenendo una forma più sferoidale. Credito immagine: Sabuwala et al 2021.
'Abbiamo usato concetti semplici su come scorrono i grani per spiegare come questi asteroidi hanno assunto le loro curiose forme', ha detto il co-autore, il professor Chakraborty dell'OIST. 'Che idee semplici possano illuminare problemi complessi è, per noi, forse l'aspetto più delizioso di questo lavoro'.
Di più:
- Comunicato stampa: Diamanti nel cielo
- Ricerca: Bennu e Ryugu: diamanti nel cielo
- Universo oggi: Questi sono i Massi OSIRIS- REx verrà utilizzato per navigare verso la superficie di Bennu
