YORP-раскрутка: солнечные лучи вертят реактивные астероиды

Астероиды – головная боль и астрофизиков, и тех, кто в небесной механике не искушён, — опять, что называется, подкинули проблем. Проектов по борьбе с самыми опасными астероидами, а также по их мониторингу – море. Но все они запросто могут оказаться под сомнением. И кто же в этом виноват? Не поверите – наше Солнышко. Ну просто нет слов!
Раскрутка астероидов солнечным изучением – настолько серьёзный эффект, что учитывать его влияние на движение астероидов просто необходимо (иллюстрация с сайта netrevalo.hu).
Раскрутка астероидов солнечным изучением – настолько серьёзный эффект, что учитывать его влияние на движение астероидов просто необходимо (иллюстрация с сайта netrevalo.hu).
Когда речь заходит об астероидах — относительно мелких, но довольно зловещих штуках, заставляющих всех немножко нервничать, — учёные почему-то начинают рассказывать об этих объектах издалека, будто бы с каким-то садизмом заставляя читателя в ужасе дожидаться развязки.

Астероиды, дескать, всего-навсего объедки, доставшиеся нам со времён формирования Солнечной системы, говорит, например, астроном Стивен Лаури (Stephen Lowry) из Королевского университета в Белфасте (Queen''s University Belfast). "Им где-то по четыре с половиной миллиарда лет", — как бы невзначай добавляет исследователь. Но мы-то уже догадываемся, что разговор этот начался неспроста.

О новом исследовании астрофизики рассказывают охотно, между делом упоминая о том (не знаем, расстроитесь вы или нет), что на сей раз никакой угрозы не запланировано. Зато утверждают, что они нашли нечто любопытное и очень важное.

Итак, речь о так называемом эффекте YORP. Эта весёлая аббревиатура (ёрп!) состоит из первых букв фамилий учёных, внёсших той или иной вклад в описание данного явления – Ярковского, О''Кеефе, Радзиевского и Пэддека (Yarkovsky-O''Keefe-Radzievskii-Paddack). Оно заключается во взаимодействии малых вращающихся тел и излучения. В частном случае – астероидов и Солнца.

Знакомьтесь — 1862 Apollo (компьютерная модель). Представляет интерес как очень характерная жертва YORP – из-за неправильной формы, усиливающей эффект и, возможно, ведущей к гибели астероида (иллюстрация Mikko Kaasalainen/Josef Durech).
Знакомьтесь — 1862 Apollo (компьютерная модель). Представляет интерес как очень характерная жертва YORP – из-за неправильной формы, усиливающей эффект и, возможно, ведущей к гибели астероида (иллюстрация Mikko Kaasalainen/Josef Durech).
В поле зрения исследователей попали два астероида — 2000 PH5 и 1862 Apollo. Интересно, что ими занимались два разных коллектива, а их статьи вышли практически одновременно, хотя и в разных журналах: одна в Nature и целых две (раз&два) в Science. Эти работы впервые осветили важные особенности YOPR-эффекта для астероидов.

Как же работает YOPR?

Такие небольшие тела как астероиды перемещаются не только за счёт инерции. На их движение, как известно, в основном оказывают влияние гравитация остальных тел системы и всяческие столкновения. Однако оказывается, что у астероидов есть и составляющая реактивного движения. Это звучит несколько странно, но ещё более удивительно, что источник энергии такого движения – Солнце.

Излучение светила может распихивать в разные стороны мелкие объекты типа пыли или протопланетных пушинок. На первый взгляд, то же должно происходить и с другими, более крупными телами (теми же астероидами), но разве что в несоизмеримо меньшем масштабе.

Модель 2000 PH5. В настоящее время период вращения вокруг своей оси у него 12,17 минуты, и из-за YORP-эффекта эта величина медленно убывает (иллюстрация с сайта news.cornell.edu).
Модель 2000 PH5. В настоящее время период вращения вокруг своей оси у него 12,17 минуты, и из-за YORP-эффекта эта величина медленно убывает (иллюстрация с сайта news.cornell.edu).
Однако всё не так просто. Эти объекты, как правило, обращаются вокруг звезды, вращаясь при этом вокруг своей оси. В результате поворота астероид оказывается разогретым неравномерно: пока один бок ещё не остывшей поверхности уходит "из вида" на ночную сторону, противоположный, соответственно выходит на дневную и начинает нагреваться.

А что есть "тёплая поверхность"? Эти слова означают, что она переизлучает тепловые фотоны, недавно поглощённые при облучении Солнцем, и часть их энергии получает астероид в виде дополнительного момента. Фактически происходит реактивное движение. Это явление описано русским инженером Иваном Осиповичем Ярковским (родился в 1844-м, умер в 1902-м).

В зависимости от того, каково соотношение угловых скоростей вращения вокруг своей оси и обращения вокруг Солнца, движение может приобретать различный характер. Один из случаев схематически приведён на иллюстрации.

Астероид, впрочем, можно считать "шариком" только в первом приближении. На движение оказывают существенное влияние ряд факторов, связанных с такими особенностями "небесных камней", как специфика поверхности, форма, габариты, период вращения (он, кстати, может существенно меняться). Такую динамику уже описывает более близкий к реальности эффект YORP, учитывающий все эти детали.

Пример эффекта Ярковского – то есть YORP без O, R и P, если так можно сказать. 1 – излучение с поверхности астероида, играющее роль реактивной тяги. С тёплой
Пример эффекта Ярковского – то есть YORP без O, R и P, если так можно сказать. 1 – излучение с поверхности астероида, играющее роль реактивной тяги. С тёплой "красной" стороны оно, конечно, сильнее. 2 – направление вращения астероида (сам кружок, как вы догадались, — это идеальный астероид круглого сечения). 3 – орбита астероида и направление его движения по ней. 4 – излучение со стороны Солнца (иллюстрация с сайта en.wikipedia.org).
Интересно, что для разных астероидов эффект может быть различным. Скажем, если объект не вращается (то есть его день равен его году), то вектор реактивного движения оказывается направленным так, что YORP-эффект приводит к сокращению орбиты под действием солнечной гравитации. Итогом этого может стать постепенное "опускание" орбиты астероида из пояса астероидов к орбитам планет близких к Солнцу.

Итог очевиден – рост астероидной опасности, в частности, для Земли. А она и без того не так уж мала – вы ведь помните, что 13 апреля 2029 года нас ожидает небольшая, гм, неприятность?..

YORP может и по-другому влиять на астероиды – например, уменьшать период их обращения и "отгонять" подальше от Солнца. И, разумеется, эффект может становиться причиной раскрутки астероидов вокруг своей оси или, опять-таки, замедления этого движения – в зависимости от набора параметров.

Вообще, не столь удивительно, что такое влияние может иметь место. Но насколько оно сильное? В 1990-х учёные пронаблюдали YORP на примере одного небольшого астероида, а также нашли несколько косвенных свидетельств существования эффекта. А вот свежие проверки двух астероидов оказались куда более обстоятельными и – что очень важно – основанными на прямых наблюдениях.

Серия изображений 2000 PH5 в разных проекциях. Цветом выделена область, нагретая в некоторый момент и становящаяся на это время
Серия изображений 2000 PH5 в разных проекциях. Цветом выделена область, нагретая в некоторый момент и становящаяся на это время "реактивным двигателем" астероида (иллюстрация P. Taylor).
Первый из них – 150-метровый 2000 PH5, который полюбился группе исследователей во главе со Стивеном Лаури – оказался довольно удобным объектом для изучения такого влияния. Наблюдать его очень удобно – орбита 2000 PH5 находится недалеко от земной, и сам он невелик, а значит, YOPR должен быть для него особенно сильным. Это подозрение, кстати, оказалось небезосновательным – "день" объекта длится всего около 12 минут, и этот астероид, вероятно, является самым быстро вращающимся в Солнечной системе.

Как показала обработка параметров, такая невероятная "раскрученность" – результат YORP, и она не может объясняться гравитационным воздействием Земли или Солнца.

А что касается 1862 Apollo — им занимался физик Микко Каасалайнен (Mikko Kaasalainen) из университета Хельсинки (University of Helsinki) с компанией — то это тоже не кирпич, а астероид диаметром 1,7 километра.

По подсчётам, также основанным на прямых наблюдениях, этот объект тоже поддаётся на "YORP-провокацию", в результате которой за последние сорок лет он был "вынужден" сделать на один оборот больше, чем если бы эффекта не существовало.

И судьба сего небесного тела из-за YORP, похоже, окажется трагичной: помимо частоты обращения вокруг Солнца, растёт и скорость вращения вокруг своей оси, и возникающие центробежные силы разорвут астероид.

В результате этих исследований учёным, очевидно, придётся серьёзно пересмотреть особенности эволюции орбит астероидов в современной Солнечной системы. А значит, и пересчитать даты вероятных столкновений с Землёй. Посему идеи расстрела астероидов по-японски, столкновения по-французски, астероидного буксира по-насовски и им подобные далеко откладывать, пожалуй, не следует.

К тому же, все опасные объекты такого класса учесть возможно, но невозможно.

Так что, как сказали бы древние, помните об астероидах. На всякий случай.

Кроме того...
Роботы общаются между собой и с человеком
"Это не похоже на отношения, которые хозяева выстраивают с котом или собакой, — говорит автор необычного...
Через миндалины можно заразиться ВИЧ, занимаясь оральным сексом
Четверть века потратили ученые, чтобы выяснить...
Небо в алмазах
Знаете ли вы, где находится крупнейший из известных человечеству алмазов? Он располагается прямо над нами в направлении созвездия Центавра....
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
Столик, который изменит мир
Столик, который изменит мир Столик, который изменит мир
Перед вами новая разработка компании Microsoft - столик Milan. Забудьте про клавиатуру и мышку – с компьютерными интерфейсами следующего поколения мы будем общаться путем наложения рук
Оружейники древней Сирии укрепляли сталь нанотрубками
Оружейники древней Сирии укрепляли сталь нанотрубками Оружейники древней Сирии укрепляли сталь нанотрубками
Дамасские сабли, сделанные примерно в Х веке, известны своей прочностью и остротой
Открыто нанотрубочное состояние воды
Открыто нанотрубочное состояние воды Открыто нанотрубочное состояние воды
Александр Колесников и его коллеги из американской национальной лаборатории Аргонн (Argonne National Laboratory) открыли новое состояние воды, при котором она не замерзает даже вблизи абсолютного нуля
Китайцы объявили о создании новой поисковой технологии
Китайцы объявили о создании новой поисковой технологии Китайцы объявили о создании новой поисковой технологии
Исследователи Тайюаньского университета (Китай) заявили, что разработали новую технологию, которая должна решить эту проблему поиска в интернете
Прокат-автомат выдаёт и глотает велосипеды
Прокат-автомат выдаёт и глотает велосипеды Прокат-автомат выдаёт и глотает велосипеды
Удобство любой системы велопроката зависит не столько от формы оплаты или модели велосипеда, сколько от быстроты и лёгкости получения и сдачи двухколёсного аппарата
Карманный лазер бьёт на 193 километра
Карманный лазер бьёт на 193 километра Карманный лазер бьёт на 193 километра
Маленький лазер, способный прожечь насквозь тонкую пластмассу, взорвать надутый детский шарик, поджечь бумагу и ослепить человека. В свободной продаже. За вменяемые деньги. Войны на улицах
Canon представила два новых цифрозеркальных фотоаппарата
Canon представила два новых цифрозеркальных фотоаппарата Canon представила два новых цифрозеркальных фотоаппарата
Компания Canon официально представила два новых цифрозеркальных фотоаппарата - EOS 40D и EOS-1Ds Mark III
Тетрис для релаксации
Тетрис для релаксации Тетрис для релаксации
Обычно динамичные компьютерные игры приводят к повышению уровня адреналина в крови и возбуждению. Правда, скоро появится одна новая – расслабляющая
YORP-раскрутка: солнечные лучи вертят реактивные астероиды
YORP-раскрутка: солнечные лучи вертят реактивные астероиды YORP-раскрутка: солнечные лучи вертят реактивные астероиды
Астероиды – головная боль и астрофизиков, и тех, кто в небесной механике не искушён, — опять, что называется, подкинули проблем. Проектов по борьбе с самыми опасными астероидами, а также по их мониторингу – море
Выдвинуты новые уточнения инфляционной теории развития Вселенной
Выдвинуты новые уточнения инфляционной теории развития Вселенной Выдвинуты новые уточнения инфляционной теории развития Вселенной
Педро Ферейро из Оксфордского университета со своими коллегами подсчитал, что температура Вселенной в первые мгновения после большого взрыва была намного ниже, чем считалось ранее
Пылинка в солнечном ветре
Пылинка в солнечном ветре Пылинка в солнечном ветре
В августе 2001 года американское космическое агентство НАСА запустило космический аппарат "Джинизис", целью которого было изучение солнечного ветра - потока заряженных частиц, истекающих от Солнца
Галактическая толчея
Галактическая толчея Галактическая толчея
Кластер галактик продемонстрировал нестандартное расположение темной материи – вместо того, чтобы притягивать к себе звездное вещество, она образовала изолированное ядро
Победа над ВИЧ
Победа над ВИЧ Победа над ВИЧ
Генетики нашли, пожалуй, первый способ борьбы с самим вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), а не с последствиями от заражения им организма. Учёные смогли вырезать код вируса из ДНК заражённой клетки и уничтожить его
Генетический набор будущего ребенка можно будет "создавать" на компьютере
Генетический набор будущего ребенка можно будет "создавать" на компьютере Генетический набор будущего ребенка можно будет
Завершение работ по расшифровке генома человека, столь торжественно представленное во всем мире, можно по праву назвать новой "индустриальной революцией"
Врожденная любовь к риску
Врожденная любовь к риску Врожденная любовь к риску
Если опасность — в особенности, грозящую детям, — не удается избежать, её надо постараться направить в цивилизованное русло
Саморазрушение клеток сердца
Саморазрушение клеток сердца Саморазрушение клеток сердца
Открыты принципиально новые механизмы разрушения клеток сердечной мышцы при гипертрофии миокарда и сердечной недостаточности
В Австрии обнаружена самая длинная в ЕС система пещер
В Австрии обнаружена самая длинная в ЕС система пещер В Австрии обнаружена самая длинная в ЕС система пещер
В горах Австрии обнаружена самая длинная пещерная система на территории стран Евросоюза, сообщает РИА Новости со ссылкой на австрийское телевидение
Межзвездные "нокауты" Земле
Межзвездные "нокауты" Земле Межзвездные
Астероиды и кометы могут быть неединственной причиной периодической гибели всего живого на нашей планете
Предки современных млекопитающих Южной Америки
Предки современных млекопитающих Южной Америки Предки современных млекопитающих Южной Америки
Поразительные находки в Чилийских Андах свидетельствуют о том, что некогда Южную Америку населяли уникальные млекопитающие. Открытия ученых в корне меняют представления о геологической истории континента
Совы лучше слышат в горизонтальном измерении
Совы лучше слышат в горизонтальном измерении Совы лучше слышат в горизонтальном измерении
Совы лучше ориентируются по слуху в горизонтальной плоскости, чем в вертикальной. Это открытие сделал нейробиолог Авинаш Бала из Университета Орегон. Он показал
Кем придуман поп-корн?
Кем придуман поп-корн? Кем придуман поп-корн?
Судя по всему, честь открытия знакомого каждому из нас поп-корна (от англ. corn — «кукуруза», pop — «с треском лопаться») принадлежит древним индейцам, которым удалось обнаружить разновидность маиса
Генетики создали 12-головую медузу
Генетики создали 12-головую медузу Генетики создали 12-головую медузу
Столь странное существо помогает биологам в изучении секретов эволюции всего животного мира

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Победа над ВИЧПобеда над ВИЧ
    Генетики нашли, пожалуй, первый способ борьбы с самим вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), а не с последствиями от заражения им организма. Учёные смогли вырезать код вируса из ДНК заражённой клетки и уничтожить его
  • Генетический набор будущего ребенка можно будет "создавать" на компьютереГенетический набор будущего ребенка можно будет
    Завершение работ по расшифровке генома человека, столь торжественно представленное во всем мире, можно по праву назвать новой "индустриальной революцией"
  • Врожденная любовь к рискуВрожденная любовь к риску
    Если опасность — в особенности, грозящую детям, — не удается избежать, её надо постараться направить в цивилизованное русло
  • Саморазрушение клеток сердца Саморазрушение клеток сердца
    Открыты принципиально новые механизмы разрушения клеток сердечной мышцы при гипертрофии миокарда и сердечной недостаточности
  • Планета Земля
  • История изобретений
  • Кем придуман поп-корн?Кем придуман поп-корн?
    Судя по всему, честь открытия знакомого каждому из нас поп-корна (от англ. corn — «кукуруза», pop — «с треском лопаться») принадлежит древним индейцам, которым удалось обнаружить разновидность маиса
  • Чёрный ящик
  • Воля случая
  • Технологии
  • Техника
  • Космос
  • YORP-раскрутка: солнечные лучи вертят реактивные астероидыYORP-раскрутка: солнечные лучи вертят реактивные астероиды
    Астероиды – головная боль и астрофизиков, и тех, кто в небесной механике не искушён, — опять, что называется, подкинули проблем. Проектов по борьбе с самыми опасными астероидами, а также по их мониторингу – море
  • Выдвинуты новые уточнения инфляционной теории развития ВселеннойВыдвинуты новые уточнения инфляционной теории развития Вселенной
    Педро Ферейро из Оксфордского университета со своими коллегами подсчитал, что температура Вселенной в первые мгновения после большого взрыва была намного ниже, чем считалось ранее
  • Пылинка в солнечном ветреПылинка в солнечном ветре
    В августе 2001 года американское космическое агентство НАСА запустило космический аппарат "Джинизис", целью которого было изучение солнечного ветра - потока заряженных частиц, истекающих от Солнца
  • Галактическая толчеяГалактическая толчея
    Кластер галактик продемонстрировал нестандартное расположение темной материи – вместо того, чтобы притягивать к себе звездное вещество, она образовала изолированное ядро
010