Космічні катастрофи: чи можуть два астероїди зіткнутися

Щоб оцінити шанс такої події потрібно розібратися із масштабами. Світло проходить за одну секунду майже 300 тисяч кілометрів. Сонце та Землю в середньому розділяє відстань, яка складає майже 150 мільйонів кілометрів – це 1 астрономічна одиниця, яка дорівнює 8 світловим хвилинам та 20 світловим секундам. До Юпітера світло рухається уже близько 42 хвилин, долаючи близько 778 мільйонів кілометрів. Сатурн та Сонце розділяють в середньому 79 світлових хвилин, що становить близько 1 мільярда 433 мільйони кілометрів.

Цікаво 1500 ґаджетів за перші три дні: Huawei Band 6 встановив рекорд в Україні

Такі великі тіла, як планети або супутники піддаються бомбардуванню через свою велику масу. Фактично, вони – гравітаційні колодязі. Але, якщо уявити величезний масштаб лише в рамках орбіти Сатурна, то складно уявити, щоб два маленькі астероїди зможуть "знайти" один одного.

Та, як виявилося, шанси на зіткнення у космосі невеликих об'єктів теж не нульові. Науковці на Землі мають зафіксовані події таких "зустрічей".

Підбірка зіткнень астероїдів у космічному просторі

60558 Echeclus

Фото 60558 Echeclus у негативі, де найтемніші області – це найсвітліші об'єкти; справа видно уламок астероїда, який відколовся / Фото New Scientist

Астероїд-кентавр 60558 Echeclus був відкритий у 2000 році. Він має діаметр близько 84 кілометрів. Рухаючись орбітою, він віддаляється від Сонця на відстань більше, ніж 2 мільярди кілометрів.

30 грудня 2005 року астрономи зафіксували, що від тіла відколовся великий шматок, породивши хмару пилу діаметром 100 тисяч км. Також цей уламок продукував газу та пилу більше, ніж материнське тіло.

Більше про космічні небезпеки Удар комети 13 тисяч років тому допомогло утворити сьогоднішню цивілізацію

Науковці відразу відмели два варіанти:

• У цей час 60558 Echeclus був розташований за орбітою Сатурна, на відстані близько 1,9 мільярда кілометрів від Сонця. Тому науковці відразу виключили можливість нагріву тіла зорею та "кометну" теорію.
• Швидкість обертання астероїда довкола власної осі досить низька. Один оборот займає 26 годин, тому тіло не могло розлетітися на шматки через дію відцентрових сил.

Також вчені зробили припущення стосовно природи такої події:

• У кентавра врізався менший астероїд,
• Це був вибух летких речовин.

Схожі "спалахи" були зафіксовані у 2011 році та у 2017 році. У грудні 2017 року астроном-любитель Damian Peach сфотографував черговий викид речовини з тіла астероїда.

Фотографія 60558 Echeclus, зроблена 16 грудня 2017 року / Фото Damian Peach

На фотографії видно темну пляму, яка, можливо, свідчить, що від кентавра відколовся ще один шматок.

Вчені досі сумніваються у природі викидів речовини. Ймовірно, що цей процес викликаний сублімацією CO2. Проте, це не дає пояснення яскравому спалаху у 2005 році. Можливо, що в астероїд-кентавр дійсно поцілив менший астероїд, що й викликало подальші спалахи через втрату тілом цілісності.

Цікаво про астероїди Вчений пояснив, чому міжзоряний астероїд Оумуамуа мав незвичайну форму

354P/LINEAR

Хвіст зі сміття після зіткнення двох астероїдів / Фото Wikipedia

Космічне тіло відкрили 6 січня 2010 року та відразу ж класифікували як комету через наявність хвоста. Об'єкт отримав назву P/2010 A2 (LINEAR).

Астрономів вже тоді здивував той факт, що "комета" не має чіткої та яскравої коми – яскравої кулі з газу і пилу довкола ядра. Часто у комет можна спостерігати саме чітку кому, а не чіткий хвіст.

Читайте на сайті NASA не може полагодити "Габбл" вже третій тиждень: у чому справа

Перша фотографія P/2010 A2 (LINEAR), яка ввела астрономів в оману / Фото Wikipedia

Після того, як космічний телескоп Hubble зробив фотографії високої роздільної здатності? стало зрозуміло, що дивна комета, у якої немає коми та яка обертається у головному поясі астероїдів – зовсім не комета.

Ядро об'єкта знаходилося в стороні від хвоста, чого не може бути у комети. Окрім цього, астрономи виявили, що хвіст складається не з газу, а з гравію. Розміри частинок хвоста коливаються від 1 міліметра до 1 сантиметра.

Більше про дальній космос Свіжі фотографії з глибокого космосу: зонд NASA біля Юпітера

На збільшеному зображенні видно хвіст та ядро (світла куля зліва), яке знаходиться в стороні / Фото Wikipedia

Подальші комбіновані спостереження телескопа Hubble та апарату Rosetta дозволяють говорити, що, ймовірно, хвіст в астероїда утворився через удар іншого космічного тіла у лютому – березні 2009 року.

Зміщення ядра відносно хвоста пояснюється тиском сонячного вітру на частинки хвоста. Тиск сонячного проміння зменшує їхню швидкість, немов то сонячний парус. Важче та компактне ядро менше піддається цьому ефекту.

Хоча вчені й не виключають можливість розігріву від Сонця, що спричинило викид речовини та теорія зіткнення двох астероїдів видається реальнішою.

596 Scheila

Зображення 596 Scheila, зроблене з використанням R-фільтра та складене з 10 кадрів із сукупною витримкою 30 хвилин / Фото NASA

596 Scheila – космічне тіло, відкрите у 1906 році німецьким астрономом Августом Копффом. Обертається воно у головному поясі астероїдів між Марсом та Юпітером. Діаметр складає близько 110 кілометрів.

Вважалося, що це астероїд, але 11 грудня 2010 року у нього була виявлена кометна кома. Все вказувало на те, що перед нами так звана “комета головного поясу”. До речі, 354P/LINEAR теж вважали кометою головного поясу.

Зображення 596 Scheila, зроблене 60-дюймовим телескопом Catalina Sky Survey та складене з 30 кадрів / Фото The University of Arizona

Дві групи дослідників проаналізували давніші фотографії об'єкта та виявили, що кома з'явилася у період з 11 листопада по 3 грудня 2010 року. Ретельніші спостереження показали, що у тіла є два хвости.

Астрономи-любителі відразу взяли "комету головного пояса" на приціл своїх фотоапаратів. Та з об'єктом щось було не так. 30 грудня 2010 року астрономи ще спостерігали хвіст.

Фотографія астероїда 596 Scheila, зроблена 12 грудня 2010 року на 5-хвилинній витримці / Фото Wikipedia

Хвіст Шейли, здається, зник!
– написав 1 січня 2011 року невідомий астроном-любитель у своєму блозі.

Дослідження науковців виявило, що кома та хвіст астероїда 596 Scheila потьмяніли на 30% у період між 27 грудня 2010 та 3 січня 2011 року, чого у комети бути не могло – це занадто швидко. Вчені стверджують, що така швидка втрата маси не може відповідати ні нестабільному обертанню ядра, ні електростатичному викиду реголіту, зараженим сонячним випромінюванням.

Інша група астрономів провела своє незалежне вимірювання та виявила, що спалах на об'єкті не призвів до поступового збільшення яскравості, чого б можна було очікувати. Не було виявлено і характерних для комети летких речовин. У комі не виявили льоду.

Обидві групи науковців прийшли до однакового висновку – в астероїд 596 Scheila поцілив менший астероїд, діаметр якого складав до 100 метрів.

493 Griseldis

Фотографія 493 Griseldis, зроблена телескопом Subaru / Фото Institute for Astronomy at the University of Hawaii

493 Griseldis – це невеликий 46-кілометровий астероїд головного поясу. Тіло робить один оборот довкола власної осі майже за 52 години.

17 березня 2015 року 8-метровий телескоп Subaru зафіксував у об'єкта хвіст, який не був обернений у протилежну від Сонця сторону, що характерно для комет. Окрім цього, астероїд знаходився за 538 мільйонів кілометрів від Сонця, майже в афелії – точці, найбільш віддаленій від Сонця.

Чотирьохпанельне зображення астероїда 493 Griseldis, зроблене телескопом Subaru / Фото Phys.org

На чотирьох зображення, зроблених телескопом Subaru 17 березня 2015 року видно рух астероїда зліва на право. Нижнє зображення – комбінація трьох попередніх. У астероїда видно тьмяний хвіст.

21 березня 2015 року астероїд спостерігали з допомогою телескопа Magellan у Чилі. Спостереження показали, що кома стала значно тьмянішою. До кінця квітня 2015 року хвіст зовсім зник, що було сталося занадто швидко.

Науковці перевірили архівні фотографії об’єкта за 2010 та 2012 роки, коли той наближався до Сонця та перебував у перигеї. Вчені не виявили ніякої схожої активності. Хоча в астероїда і виник хвіст, але видима яскравість об’єкта майже не збільшилася, що сталося б, якби це був викид газів, як у комети. Вчені зробили припущення, що це був не викид газів, а викид твердої речовини з тіла самого астероїда. Схожа ситуація спостерігалася з об'єктом 354P/LINEAR.

Ці дані дозволили вченим говорити, що в астероїд врізалося менше тіло.