С телескопом NTT (Телескоп Новой Технологии) получено первое доказательство того, что астероиды могут иметь сложную внутреннюю структуру. Выполнив высокоточные измерения, астрономы обнаружили, что различные части астероида Итокава имеют разную плотность. Выяснить, что находится под поверхностью астероидов, важно не только для того, чтобы понять секреты их образования и происхождения планет вообще, но и чтобы узнать, что происходит при столкновении тел Солнечной системы.
Ученые выполнили сверхточные наземные измерения скорости вращения близкого к Земле астероида (25143) Itokawa и установили, как эта скорость меняется со временем. Эти ювелирные наблюдения ученые объединили с новой теорией, объясняющей, как астероиды излучают тепло.
Маленький астероид, о котором идет речь, является весьма интригующим объектом. По данным, полученным в 2005 году японским космическим аппаратом Hayabusa, он имеет странную форму, напоминающую земляной орех или картофелину. Чтобы исследовать его внутреннюю структуру, группа Лаури измерила изменения его блеска при вращении по изображениям, полученным на Телескопе Новой Технологии (NTT) ESO в обсерватории Ла Силья в Чили, а также на других телескопах с 2001 по 2013 гг. Из этих измерений был с большой точностью выведен период вращения астероида и проанализированы изменения этого периода со временем. Затем эти результаты были объединены с данными о форме астероида, что и дало ключ к исследованию его внутренней структуры и впервые привело к выводу о ее сложности. В частности, было установлено, что плотность вещества внутри астероида меняется от 1.75 до 2.85 граммов на кубический сантиметр. Эти два характерных значения плотности относятся к двум различным частям астероида Itokawa.
"Впервые в мире мы смогли получить представление о том, как устроена внутренность астероида”, -- объясняет Стивен Лаури. "Мы видим, что структура астероида Итокава весьма разнородна, и это составляет большой шаг вперед в нашем понимании природы каменистых тел Солнечной системы”.
На вращение астероидов и других малых космических тел может влиять солнечное освещение. Этот феномен, известный как YORP-эффект (названный так по именам открывших его ученых: Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack) проявляется, когда поглощенный астероидом солнечный свет переизлучается поверхностью тела в форме тепла. Если астероид обладает ярко выраженной неправильной формой, это тепло излучается неравномерно, что создает весьма слабый, но постоянно действующий момент вращения, изменяющий скорость вращения тела (приблизительная аналогия YORP-эффекта: если направить интенсивный световой пучок на лопасти пропеллера, пропеллер начнет медленно вращаться). Лаури и его коллеги впервые наблюдали этот эффект в действии на примере слабого астероида 2000 PH5 (известного теперь как 54509 YORP). В этом более раннем исследовании тоже сыграли критическую роль инструменты ESO.
Измерения группы Лаури показали, что в результате YORP-эффекта вращение астероида Itokawa медленно ускоряется. Это ускорение весьма мало: всего 0.045 секунд в год. И все же это резко расходится с предсказанным значением. Объяснить такое расхождение можно только допустив, что две части «земляного ореха», на который похож астероид, обладают разной плотностью.
Впервые астрономы получили доказательство резкой неоднородности внутренней структуры астероида. До сих пор выводы о свойствах внутренностей астероидов делались на основании довольно грубых измерений их общей средней плотности. Редкая возможность заглянуть в неоднородные недра Itokawa привела к большому количеству предположений о происхождении этого тела. По одной из гипотез, оно образовалось из компонентов двойного астероида, которые столкнулись друг с другом и сформировали единый объект.
Лаури добавляет: "Открытие неоднородности недр астероидов имеет далеко идущие последствия, особенно для моделей образования двойных астероидов. Это важно и для тех, кто исследует проблему понижения опасности столкновений астероидов с Землей, и для планов путешествий на эти каменистые тела”.
Новый метод исследования недр астероидов – большое научное достижение, которое поможет разгадать многие секреты этих небесных тел.
