Не, то није Универзум Пуззле бр. 3; радије, то је интригантан резултат недавног рада на чудне облике и састав малих астероида.
Слике послане из свемирских мисија сугеришу да мањи астероиди нису нетакнути комади стена, већ су уместо тога прекривени шљунком који се креће у величини од балвана величине метра до прашине попут брашна. Заиста неки астероиди изгледају до 50% празан простор, што сугерише да би они могли бити скупљање рушевина без чврстог језгра.
Али како се ови астероиди формирају и развијају? А ако ћемо икада морати да је одбијемо, да избегнемо судбину диносауруса, како то да урадимо без да је разбијемо и учинимо опасност далеко већом?
Јоханнес Дидерик ван дер Ваалс (1837-1923), уз малу помоћ Даниела Сцхеереса, Мицхаела Свифта и његових колега, у помоћ.
Астероиди имају тенденцију да се брзо окрећу на својим осовинама - а гравитација на површини мањих тела може бити једна хиљадна или чак једна милионска од оне на Земљи. Као резултат тога, научници се питају како се шљам прилепљује на површину. "Неколико слика које имамо са површинама астероида изазов је за разумевање користећи традиционалну геофизику", објаснио је Сцхеерес Универзитета у Колораду.
Да би дошли до дна ове мистерије, тим - Даниел Сцхеерес, колеге са Универзитета у Колораду и Мицхаел Свифт са Универзитета у Ноттингхаму - направили су детаљну студију релевантних снага које су укључене у везивање рушевина за астероид. Формирање малих тела у простору укључује гравитацију и кохезију - последње привлачење између молекула на површини материјала. Иако се гравитација добро разуме, природа кохезивних сила које делују у рушевинама и њихова релативна снага много је мање позната.
Тим је претпоставио да су кохезивне силе између зрна сличне онима које налазимо у „кохезивном праху“ - који укључује хлеб од брашна - јер такви прахови подсећају на оно што је виђено на површинама астероида. Да би проценили значај ових сила, тим је размотрио њихову снагу у односу на гравитационе силе присутне на малом астероиду где је гравитација на површини око милионинта већа од Земље. Тим је открио да је гравитација неефикасна сила везивања за стене опажене на мањим астероидима. Електростатичка привлачност је такође била занемарива, осим у случају да део астероида кога ово Сунце обасјава додирује са тамним делом.
Брзо назад до средине 19. века, доба у коме је постојање молекула било контроверзно, а међу-молекуларне силе чисте научну фантастику (осим, наравно, да тада тога није било). Ван дер Ваалсова докторска теза пружила је снажно објашњење преласка између гасовитих и течних фаза, у смислу слабих сила између саставних молекула, за које се претпостављало да имају коначну величину (требало је проћи више од пола века пре него што су те силе схваћене квантитативно, у смислу квантне механике и атомске теорије).
Силе Ван дер Ваалса - слаба електростатичка привлачност између суседних атома или молекула које настају флуктуацијама у положају њихових електрона - изгледа да чине трик за честице величине мање од око једног метра. Величина ван дер Ваалсове силе пропорционална је површини додирне честице - за разлику од гравитације, која је пропорционална маси (а самим тим и запремини) честице. Као резултат, релативна снага ван дер Ваалса у односу на гравитацију расте како честица постаје мања.
Ово би могло објаснити, на пример, недавна запажања Сцхеереса и његових колега да су мали астероиди прекривени ситном прашином - материјалом за који су неки научници сматрали да ће бити одгнан сунчевим зрачењем. Истраживање такође може имати импликације на то како астероиди реагују на „ИОРП ефекат“ - повећање угаоне брзине малих астероида апсорпцијом сунчеве радијације. Како се тела брже окрећу, овај недавни рад наговештава да би избацили веће стијене задржавајући мање оне. Ако би такав астероид био скуп смећа, резултат би могао бити скуп мањих честица које заједно држе Ван дер Ваалс-ове силе.
Стручњак за астероид Кеитх Холсаппле са Универзитета у Васхингтону импресиониран је тимом што је Сцхеерес-ов тим не само процијенио снаге које игра на астероид, већ је погледао и како се оне разликују у зависности од астероида и величине честица. „Ово је веома важан рад који говори о кључном питању у механици малих тела Сунчевог система и механици честица са малом гравитацијом“, рекао је.
Сцхеерес је напоменуо да тестирање ове теорије захтева свемирску мисију да би се утврдиле механичке и чврстоће својства површине астероида. „Сада развијамо такав предлог“, рекао је.
Извор: Свет физике. „Скалирање сила на астероидне површине: Улога кохезије“ је препринт Сцхеерес-а и др. (арКсив: 1002.2478), послато на објављивање у Ицарусу.
