Bennu ve Ryugu Asteroitler: Gökyüzündeki Elmaslar
Tarafından
- Bennu ve Ryugu, yakın zamanda insansız uzay araçları tarafından fotoğraflanan iki moloz yığını asteroittir.
- Her iki asteroit, oluşumu bilim adamlarını şaşırtan kendine özgü bir elmas şekline sahiptir.
- Şimdi araştırmacılar, bu asteroitlerin genel şeklini açıklamak için kum ve şeker gibi tanelerin akışını açıklamak için tasarlanmış basit bir tanecikli fizik modeli kullandılar.
- Hipotezlerini destekleyen bu modeli kullanarak asteroitleri simüle etmeye devam ettiler.
- Araştırmaları, kendine özgü elmas şeklinin, önceki modellerle çelişen asteroitlerin oluşumunda çok erken ortaya çıktığını gösteriyor.
Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (OIST) ve Rutgers Üniversitesi’nden bilim adamları, iki “Dünya’ya yakın” asteroitin ilginç elmas şekillerini açıklamak için granüler fizikten basit kavramlar kullandılar.
Asteroitler, güneşin etrafında dönen kayalık cisimlerdir. Onları araştırmacılar için büyüleyici kılan şey, yaklaşık 4,6 milyar yıl önce güneş sistemi oluştuğunda daha büyük gezegenler tarafından emilmeyen madde artık malzemelerden oluşmasıdır. Böylece güneş sisteminin ilk günlerine ve gezegenlerin oluşumuna ışık tutabilirler. Çoğu asteroit, arasında bir bölge olan asteroit kuşağında sıkışıp kalır. Jüpiter ve Mars. Dünya’dan bu uzaklık onları çalışmayı zorlaştırıyor. Ancak bazen bir asteroit kaçacak ve Dünya’ya daha da yakınlaşacak ve insansız bir uzay aracı kullanarak onları yakından fotoğraflamayı mümkün kılacaktır.
Bu iki elmas şeklindeki asteroitte olan şey buydu: Bennu ve Ryugu. Hem Bennu hem de Ryugu, moloz yığınlı asteroitler olarak sınıflandırılırlar; bu, yerçekimi tarafından gevşek bir şekilde bir arada tutulan çok sayıda küçük kayalık malzemeden oluştuğu anlamına gelir. Esasen, bunlar sadece kumsallarımızdaki kumlar gibi birbirleriyle etkileşime giren tahıllardır.
“Önceki modeller, bu elmas şekillerini, malzemenin kutuplardan ekvatora sürülmesiyle sonuçlanan dönmenin neden olduğu kuvvetlere bağladı. Ancak asteroitler bu modeller kullanılarak simüle edildiğinde, şekil elmas yerine düzleştirilmiş veya asimetrikti, bu nedenle bir şeylerin doğru olmadığını biliyorduk” diye açıklıyor makalenin baş yazarı Dr. Tapan Sabuwala. granül madde ve OIST’in Akışkanlar Mekaniği Birimi’nde araştırmacı. “Bu modellerde önemli bir bileşenin eksik olduğunu gördük, materyal biriktirme. Ve normalde kum veya şeker gibi tanelerin biriktirilmesi için kullanılan basit bir tanecikli fizik modeli, gözlemlenen şekli tahmin edebilir.”
Bir huniden kum veya şeker döktüğünüzü hayal edin. Farklı kuvvetlerden oluşan bir kokteyl, konik bir yığın (parti şapkası gibi) oluşturmasını sağlayacaktır. Tanecikli fizikçiler, tanelere etki eden farklı kuvvetlere dayanarak yığının şeklini tahmin edebilirler. Birimi yöneten Profesör Pinaki Chakraborty ve Rutgers Üniversitesi’nden Profesör Troy Shinbrot ile birlikte Dr. Sabuwala, bu fikirleri asteroitlere aktardı.
Dr. Sabuwala, bu asteroitlerde yerçekiminin, sahildeki bir kum yığınının deneyimlediğine kıyasla nasıl farklı yönlendirildiğini açıkladı. “Asteroidin rotasyonunun da önemli bir rol oynamasının yanı sıra bunu modelimize dahil etmek zorunda kaldık” dedi.
Böylece, Dünya’daki tanelerin birikmesinde görülen konik şekil yerine, asteroitlere etki eden kuvvetler elmas şekillerini üretti. Dönmenin neden olduğu merkezkaç kuvveti, asteroitlerin kutuplarına yakın yerlerde azaldı, bu da orada malzeme birikmesine neden oldu ve belirgin yüksek görünümleriyle sonuçlandı. Bu modelin bir diğer önemli farkı (öncekilerle karşılaştırıldığında), bu moloz yığını asteroitlerin bir küre olarak başlamadıklarını ve bir elmas şekline dönüşmediklerini öne sürmesidir. Aksine, enkaz birikimi, asteroidin oluşumunda elmas şeklinin çok erken oluşmasına neden oldu ve sonraki herhangi bir yeniden şekillendirme minimaldi. Ayrıca, asteroid oluşumunun ilk aşamalarında elmas şekillerin döküldüğü fikri, önceki modellerle çelişirken, son gözlemlerle tutarlıdır.
Araştırmacılar göstermeye devam etti kesinlik Bu modelin simülasyonları aracılığıyla ve simüle edilmiş asteroitlerin, teorilerini daha da destekleyerek kendine özgü elmas şeklini oluşturduğunu buldu.
Profesör Chakraborty, “Bu asteroitlerin tuhaf şekillerini nasıl aldıklarını açıklamak için tahılların nasıl aktığına dair basit kavramları kullandık” dedi. “Basit fikirlerin karmaşık sorunları aydınlatabilmesi, bize göre bu çalışmanın belki de en keyifli yanı.”
Referans: “Bennu ve Ryugu: gökyüzündeki elmaslar” Tapan Sabuwala, Pinaki Chakraborty ve Troy Shinbrot, 4 Eylül 2021, granül madde.
DOI: 10.1007 / s10035-021-01152-z
.