Colorado Boulder Üniversitesi’ndeki fizikçilerin yaptığı yeni bir araştırmaya göre, mısır tanelerinin bir tavada patlaması gibi, küçük toz tanecikleri asteroitlerin yüzeyinde zıplayabilir.
Bu patlamış mısır benzeri etki, daha küçük asteroitleri toplamaya bile yardımcı olabilir, bu da onların toz kaybetmelerine ve uzaydan kaba ve sarp görünmelerine neden olabilir.
Araştırmacılar sonuçlarını Nature Astronomy dergisinde yayınladılar. Araştırmanın baş yazarı Hsiang-Wen (Sean) Hsu, bulgularının bilim insanlarının asteroitlerin zaman içinde nasıl şekil değiştirdiğini ve bu cisimlerin uzayda nasıl göç ettiğini, bazen onları tehlikeli bir şekilde Dünya’ya nasıl yaklaştırdığını daha iyi anlamalarına yardımcı olabileceğini söyledi.
CU Boulder’daki Atmosfer ve Uzay Fiziği Laboratuvarı’nda (LASP) araştırma görevlisi olan Hsu, “Bu asteroitler ne kadar ince taneli malzeme veya regolit kaybederse, o kadar hızlı göç ederler” dedi.
Araştırma birkaç meraklı fotoğrafla başladı.
2020’de OSIRIS-REx adlı bir NASA uzay aracı, yaklaşık Empire State Binası kadar yüksek olan asteroit (191055) Bennu ile buluşmak için 1 milyar milden fazla seyahat etti. Ancak uzay aracı geldiğinde, bilim adamları beklediklerini bulamadılar: Asteroitin yüzeyi, araştırmacıların tahmin ettiği gibi pürüzsüz ve tozlu değil, pürüzlü zımpara kağıdı gibi görünüyordu. Dışına dağılmış büyük kayalar bile vardı.
Şimdi, Hsu ve meslektaşları, bu bulmacayı keşfetmek için bilgisayar simülasyonları veya modelleri ve laboratuvar deneylerinden yararlandılar. Statik elektriğe benzer güçlerin, bazıları tek bir bakteriden daha büyük olmayan en küçük toz taneciklerini asteroitten fırlatıp uzaya fırlatıyor olabileceğini ve geride sadece daha büyük kayalar bırakabileceğini söyledi.
Çalışmanın ortak yazarı Mihaly Horanyi, Bennu yalnız olmadığını söyledi.
LASP’de araştırmacı ve CU Boulder’da fizik profesörü olan Horanyi, “Aynı fiziğin ay ve hatta Satürn’ün halkaları gibi diğer havasız cisimlerde meydana geldiğini fark ediyoruz” dedi.
Bennu ve Ryugu
Asteroitler zaman içinde donmuş gibi görünebilir, ancak bu bedenler yaşamları boyunca gelişir.
Hsu, Bennu gibi asteroitlerin sürekli döndüğünü ve bunun yüzeylerini güneş ışığına, ardından gölgeye ve tekrar güneş ışığına maruz bıraktığını açıkladı. Bu hiç bitmeyen ısıtma ve soğutma döngüsü, kaçınılmaz olarak çatlayana kadar yüzeydeki en büyük kayaları zorlar.
Hsu, “Her gün, her zaman oluyor” dedi. “Büyük bir kaya parçasını aşındırarak daha küçük parçalara ayırıyorsunuz.”
Bu nedenle, bilim adamları Bennu’ya varmadan önce, birçok kişi onu pürüzsüz kumla kaplı bulmayı bekliyordu.–biraz da ayın bugün nasıl göründüğüne benziyor. Kısa bir süre önce, bir Japon uzay görevi, Ryugu adlı ikinci bir küçük asteroide indi. Ekip, benzer şekilde engebeli ve sarp bir arazi buldu. Hsu ve meslektaşları şüpheliydi.
1990’lardan bu yana, LASP’deki araştırmacılar, uzaydaki tozun garip özelliklerini araştırmak için laboratuarda vakum odalarını kullandılar ve buna “elektrostatik çatı katlama” dedikleri bir başarı da dahildi. Çalışmanın başyazarı Xu Wang, güneş ışınları küçük toz taneciklerini yıkadıkça, negatif yükler almaya başladıklarını açıkladı. Bu yükler, birbirini iten iki mıknatıs gibi, parçacıklar aniden patlayana kadar artacaktır.
Bazı durumlarda, bu toz taneleri saatte 20 milden (veya saniyede 8 metreden fazla) hızla uzaklaşabilir.
LASP’de araştırma görevlisi olan Wang, “Daha önce hiç kimse bu süreci bir asteroidin yüzeyinde düşünmemişti” dedi.
Küçük asteroit, büyük asteroit
Bunu yapmak için, eski CU Boulder lisans öğrencileri Anthony Carroll ve Noah Hood da dahil olmak üzere araştırmacılar, iki varsayımsal asteroit üzerinde regolit fiziğini inceleyen bir dizi hesaplama yaptılar. Tozun nasıl oluşabileceğini izlediler, sonra yüz binlerce yıl boyunca etrafta zıpladılar. Bu sahte asteroitlerden biri yaklaşık yarım mil (boyut olarak Ryugu’ya benzer) ve ikincisi birkaç mil genişliğinde (çap olarak Eros gibi büyük asteroitlere daha yakın) idi.
Boyut bir fark yarattı. Takımın tahminlerine göre, daha büyük asteroidin üzerine toz tanecikleri sıçradığında, yerçekiminden kurtulmak için yeterli hız kazanamadılar. Aynı şey daha küçük, Ryugu benzeri asteroid için de geçerli değildi.
Hsu, “Daha küçük asteroit üzerindeki yerçekimi o kadar zayıf ki kaçışı engelleyemez” dedi. “İnce taneli regolit kaybolacak.”
Bu kayıp toz, asteroitlerin yüzeyini daha da fazla erozyona maruz bırakacak ve Ryugu ve Bennu’da bulunan bilim adamları gibi kaya bakımından zengin bir manzaraya yol açacaktır. Aslında birkaç milyon yıl içinde, daha küçük asteroit neredeyse tamamen ince tozdan temizlendi. Ancak Eros benzeri asteroit tozlu kaldı.
Hsu, bu ovma etkisinin küçük asteroitlerin yörüngelerini dürtmeye yardımcı olabileceğini kaydetti. Asteroitlerin, güneşin radyasyonu zamanla onları yavaşça ittiği için göç ettiğini açıkladı. Diğer bilim adamları tarafından yapılan önceki araştırmalara dayanarak, kayalarla kaplı asteroitlerin daha tozlu görünenlerden daha hızlı hareket edebileceğinden şüpheleniyor.
O ve meslektaşları yakında hesaplamalarını desteklemek için daha fazla kanıt bulabilirler. 3 aydan kısa bir süre içinde, Çift Asteroid Yönlendirme Testi (DART) adlı bir NASA görevi, bir çift daha küçük asteroidi ziyaret edecek ve Hsu, ne kadar tozlu olduklarını görmek için izleyecek.
“Teorimizi test etmek için yeni yüzey görüntülerine sahip olacağız” dedi. “Bizim için güzel, ama aynı zamanda biraz sinir bozucu.”