Az aszteroidákat nehezebb elpusztítani, mint gondoltuk

Segítsen a EarthSky-nek tovább! Kérjük, adományozzon mindent az éves tömegfinanszírozási kampányunkhoz.

Az utóbbi évtizedekben a csillagászok egyre inkább tudomásul vették, hogy az aszteroidák és üstökösök néha csapnak a Földre. Növekedett azoknak a tanulmányoknak a finanszírozása, amelyekben az égboltunkon aszteroidákat kerestek, ami a fő oka annak, amit manapság oly gyakran hallunk a Föld közelében viszonylag söpörő aszteroidákról. Sőt, a csillagászok találkoztak, hogy megvitassák, mi történhet, ha találunk egy aszteroidát, amely felé tart. A népszerű könyvek és filmek ezt a témát is felvetik, azzal az elképzeléssel, hogy űrhajókat küldhetünk az aszteroidanak, hogy felrobbanthassuk. De - a Johns Hopkins University egy új tanulmánya szerint - az aszteroida felrobbantása valószínűleg nem lesz könnyű.

Ezek a tudósok új megértést alkalmaztak a sziklák töréséről és egy új számítógépes modellezési módszert az aszteroida ütközések szimulálására. Charles El Mir, a közelmúltbeli Ph.D. a Johns Hopkins Egyetem Gépészmérnöki Tanszékének diplomája és a cikk első szerzője, nyilatkozatában kommentálta:

Azt hittük, hogy minél nagyobb az objektum, annál könnyebben el fog törni, mert a nagyobb tárgyak nagyobb valószínűséggel tartalmaznak hibákat. Megállapításaink azonban azt mutatják, hogy az aszteroidák erősebbek, mint gondoltuk, és több energiát igényelnek a teljes összetöréshez.

Ezeket a tudósok eredményeit 2019. március 15-én, a recenzált Icarus folyóirat nyomtatott kiadásában teszik közzé (előzetes nyomtatás itt).

Azt mondták, hogy munkájuk képes:

… Segítséget nyújt az aszteroida hatás- és elhajlási stratégiák kidolgozásában, javítja a naprendszer kialakulásának megértését és segíti az aszteroidák bányászatának megtervezését.

Képkockánként megmutatja, hogy a gravitáció miként okozza az aszteroidadagok újbóli felhalmozódását az ütközés utáni órákban. Kép a Charles El Mir / Johns Hopkins Egyetemen keresztül.

Johns Hopkins nyilatkozata kifejtette:

A kutatók megértik a fizikai anyagokat, mint például a sziklákat, laboratóriumi méretekben (körülbelül az ököl méreténél), ám ezt a megértést nehéz volt lefordítani olyan város méretű tárgyakra, mint az aszteroidák. A 2000-es évek elején egy másik kutatócsoport létrehozott egy számítógépes modellt, amelybe különféle tényezőket, például tömeget, hőmérsékletet és anyag törékenységet bevitt, és egy kb. 1 km átmérőjű aszteroidát szimulált, amelybe egy 15 mérföldes (25 km) átmérőjű célszteroid másodpercenként 3 mérföld (5 km) ütközési sebességgel. Eredményeik azt sugallták, hogy a célszteroidot az ütés teljesen megsemmisíti.

Az új tanulmányban El Mir és munkatársai, KT Ramesh, a Hopkins Extrém Anyagok Intézetének igazgatója és Derek Richardson, a Marylandi Egyetem csillagászati ​​professzora, ugyanazt a forgatókönyvet illették be egy új számítógépes modellbe, a Tonge-Ramesh modellbe, amely az aszteroida ütközése során bekövetkező részletesebb, kisebb léptékű folyamatokról szól. A korábbi modellek nem vették figyelembe megfelelően az aszteroidák repedésének korlátozott sebességét.

A szimulációt két fázisra osztottuk: egy rövid időtartamú fragmentációs fázist és egy hosszú időtartamú gravitációs újraakkumulációs fázist. Az első szakasz az aszteroid megütése után azonnal kezdődő folyamatokat, a másodperc töredékén belül zajló folyamatokat tekintette.

A második, hosszú időtartamú fázisban figyelembe vesszük a gravitáció hatását azokra a darabokra, amelyek az ütés után lepattannak az aszteroida felületéről, és a gravitációs újraakkumuláció sok óra alatt bekövetkezik.

Az első szakaszban, miután az aszteroidát megütötték, millió millió repedés alakult ki és hullámzott össze az egész aszteroidában, az aszteroida részei homokként áramlottak el, és egy kráter jött létre. A modell ebben a szakaszában megvizsgálta az egyes repedéseket, és előre jelezte, hogy ezek a repedések hogyan terjednek.

Az új modell azt mutatta, hogy az egész aszteroidát a törés nem szakítja meg, ellentétben azzal, amit korábban gondoltak. Ehelyett az ütközött aszteroidának nagy sérült magja volt, amely a szimuláció második szakaszában erőteljes gravitációs húzóerőt gyakorolt ​​a fragmensekre.

A kutatócsoport megállapította, hogy az ütés végeredménye nem csupán „törmelékhalom” volt, hanem a gravitáció által lazán összetartott gyenge töredékek gyűjteménye. Ehelyett az ütközött aszteroida megtartotta jelentős erősségét, mivel nem teljesen repedt fel, jelezve, hogy több energiára lesz szükség az aszteroidák elpusztításához. Eközben a sérült töredékeket most újból felosztották a nagy mag fölé, útmutatást adva azoknak, akik esetleg az aszteroidákat akarják aknázni a jövőbeli űrkutatások során.

El Mir kommentálta:

A kérdésünk az volt, hogy mennyi energiát igényel az aszteroida tényleges megsemmisítése és darabra bontása?

Úgy hangzik, mint a tudományos fantasztika, de sok kutatás foglalkozik az aszteroida ütközésekkel. Például, ha egy aszteroida jön a Földre, jobb, ha apróra daraboljuk, vagy más irányba mozgatjuk? És ha ez utóbbi, akkor mennyi erővel kell ütnünk, hogy elmozdítsuk anélkül, hogy megtört volna? Ezek a ténylegesen megvizsgált kérdések.

Ramesh hozzátette:

Meglehetősen gyakran hatnak ránk a kis aszteroidák, például néhány éve a cselyabinski eseménynél. Csak idő kérdése, hogy ezek a kérdések a tudományos ismeretektől kezdve meghatározzák a komoly veszélyre adott válaszunkat. Jó elképzeléssel kell rendelkeznünk arról, hogy mit kell tennünk, amikor eljön az idő, és az ilyen tudományos erőfeszítések kritikusak, hogy segítsenek nekünk e döntések meghozatalában.

Alsó sor: A Johns Hopkins kutatói új megértést alkalmaztak a sziklák töréséről és egy új számítógépes modellezési módszert az aszteroida ütközések szimulálására. Megállapították, hogy az aszteroidákat nehezebb összetörni, mint azt korábban hitték.

Forrás: Új hibrid keretrendszer a hiperképességű aszteroidahatások és a gravitációs újraakkumuláció szimulálására

Via Johns Hopkins