О внутренней структуре астероида Бенну
Категория: Малые телаАнализируя траектории частиц, выброшенных с астероида (101955) Бенну, ученые очень точно измерили его гравитационное поле и вычислили распределение масс в его теле. Макропористость вещества астероида оказалась равной 12%, размер самого большого валуна – 145 метров, размеры самой крупной полости – до 10 метров.
Владислава Ананьева
(101955) Бенну – небольшой околоземный астероид с поперечником около 500 метров. Его форма свидетельствует о том, что он представляет собой «кучу щебня», т.е. еле связанных друг с другом каменистых обломков, образовавшихся в результате столкновения родительского тела с другим астероидом и потом постепенно собравшихся вместе под действием слабых сил самогравитации.
С января 2019 года по апрель 2021 года Бенну изучала миссия NASA OSIRIS-REx, которая в настоящее время летит к Земле с образцами вещества астероида; возвращение аппарата намечено на 24 сентября 2023 года.
В процессе изучения Бенну станция несколько раз регистрировала выброс частиц с его поверхности. Отслеживание траекторий этих частиц позволило с высокой точностью прозондировать гравитационное поле Бенну. Как оказалось, оно несколько отличается от гравитационного поля тела той же формы постоянной плотности, что говорит об определенной степени неоднородности астероида с пониженной плотностью в центре и вдоль экваториального вала.
25 августа 2021 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная моделированию распределения щебня в составе Бенну путем решения обратной задачи. Авторы подбирали распределение частиц (валунов) равной плотности и пустот между ними, слагающих тело Бенну, по размерам, так, чтобы в итоге их гравитационное поле совпало с измеренным. Поскольку такая задача имеет бесконечное количество решений, отбирались решения, максимально близкие к равномерному распределению плотности. Минимальный размер частиц был принят равным 1 мм, распределение частиц по размерам описывалось степенным законом.
В итоге авторы нашли, что средняя плотность вещества валунов составляет 1.35 г/куб.см, а 12% объема астероида приходится на пустоты между валунами. Размер самого большого валуна составил ~145 метров, а пустоты между обломками могут достигать размеров 2-10 метров. Индекс степенного закона в распределении частиц по размерам оказался равным -2.9, а в распределении пустот по размерам – -3.8 – -4.6 (т.е. количество крупных пустот спадает с увеличением их размера быстрее, чем количество валунов). Другими словами, обломки в теле Бенну уложены довольно плотно.
Авторы отметили, что макропористость другого изученного астероида типа «куча щебня» – Рюгу – оценивается в 16 ± 3%.
Средняя плотность обломков, слагающих Бенну (1.35 г/куб.см), оказалась меньше плотности углистых хондритов типа CI и CM, из которых, судя по спектру поверхности, состоит этот астероид. Возможно, дело в том, что авторы не учитывали микропористость каждого отдельного обломка. Скорее всего, до поверхности Земли в виде метеоритов долетают только достаточно плотные и крепкие булыжники, а более рыхлое вещество разрушается и рассеивается еще в атмосфере.
Источник: https://arxiv.org/pdf/2108.10416.pdf