Почему некоторые астероиды имеют странные формы, рассказали астрофизики

Планеты и многие космические тела почти идеально сферичны, однако астероиды и кометы имеют разные формы. Эти объекты варьируются от крошечных частиц пыли до планет и массивных звезд, включая наше Солнце.

Фото из открытых источников

Большинство тел, с которыми мы знакомы, округлые, как Земля, в то время как некоторые из них имеют неправильную геометрию. Но почему некоторые космические тела имеют сферическую форму, а другие имеют необычные формы?

Планеты и Солнце являются сферическими из-за влияния гравитации, присутствующего не только на нашей планете, но и во всей Вселенной. Гравитационное притяжение определенного материала всегда направлено к центру его массы. Если материал имеет большое количество массы, то гравитационное притяжение больше. Несмотря на то, что гравитация проявляет большую силу, она не влияет на внутренние свойства вещества.

«Короче говоря, все сводится к массе и гравитации», - сказала исследователь из Университета Аризоны Алессондра Спрингманн.

Гравитация формирует большие объекты, такие как планеты и их спутники.

«Если у вас достаточно массы, гравитация будет доминировать в вашей форме», - сказала Спрингманн.

Гравитационная сила, присутствующая в твердых объектах, противопоставляется их собственной силе. Примером этого является сила тяжести, которую мы ощущаем на Земле. Эта сила, вероятно, подталкивает нас к центру планеты, но вопреки распространенному мнению, Земля фактически подталкивается вверх и обладает большой силой.

Неизмеримая сила Земли также имеет свои пределы. Эта граница проявляется с помощью массивных объектов на поверхности планеты. Например, Гора Эверест становится немного больше, когда плиты Земли сталкиваются друг с другом. Чем выше она достигает своего пика, тем тяжелее она становится. Однако это увеличение веса имеет предел и в конечном итоге приведет к погружению в мантию Земли. Это событие ограничивает высоту горы Эверест.

Если планета полностью покрыта океаном, то гора Эверест просто опустится до центра Земли и вытеснит огромный объем воды.

Когда гора движется к центру тяжести, самая низкая точка воды на Земле станет выше. Этот процесс приведет к тому, что физическая форма океанической планеты будет иметь совершенно сферическую форму. Как только структура становится достаточно большой, гравитация притягивает все одинаково к центру масс тела. Эта гравитационная сила создает сферическую форму.

А что касается астероидов, комет и других небольших космических тел, то «эти объекты состоят из остатков образования Солнечной системы после того, как растущие планеты сметали большую часть исходного материала солнечной системы. Эти крошечные тела слишком малы, чтобы гравитация влияла на их форму», - сказала Спрингманн.

При снижении влияния гравитационных сил в игру вступают другие факторы. Некоторые астероиды более комковатые и менее круглые, потому что они сталкиваются друг с другом, сказала Спрингманн. Например, KBO Arrokoth имеет форму двух склеенных блинов. Ученые полагают, что Аррокот образовался из двух объектов, которые медленно вращались вокруг друг друга все ближе и ближе, пока они не столкнулись и не слипались.

Фото из открытых источников

Между тем астероиды Бенну и Рюгу имеют форму ромба, а не круглую. Их формы являются результатом их геологического состава.

Бенну и Рюгу по сути «являются грудами мусора», сказала Спрингманн. «Это просто груды гравия».

Эти два астероида чрезвычайно пористы и удерживаются вместе силами, отличными от силы тяжести или трения, такими как слабая сила Ван-дер-Ваальса. Сила Ван-дер-Ваальса действует над самими частицами, притягивая отдельные частицы вместе. Ученые подозревают, что эти два астероида имеют форму алмазов, потому что на их скорости вращения влияет то, как астероиды поглощают и излучают солнечное излучение.

«Комета 67P / Чурюмов-Герасименко имеет знаменитую форму резинового утенка. Кометы бывают странных форм не только из-за их размера, но и потому, что они сделаны в основном из льда», - сказала Спрингманн.

Когда кометы приближаются к Солнцу, этот лед сублимируется и уходит в космос, создавая временную атмосферу вокруг кометы, называемую комой.

«Эти струи могут образовывать всевозможные структуры на поверхности кометы», - сказала Спрингманн. В 67P «у вас есть все эти активные поверхностные геологические процессы, которые приводят к некоторым странным поверхностным формам, таким как трещины и трещины», заключает Спрингманн.