Космічний телескоп Gaia розгадав, як космічні зіткнення формують аномальні обертання астероїдів

Нові дані з місії Європейського космічного агентства Gaia допомогли прояснити, чому астероїди обертаються по-різному. Дослідження показало, що зіткнення між тілами та внутрішнє тертя діють у протилежних напрямках, формуючи чіткий поділ між стабільно обертовими астероїдами та тими, що «перекидаються». Це відкриття поглиблює розуміння еволюції астероїдів і може бути корисним для планетарного захисту.

За словами доктора Вень-Ханя Чжоу з Токійського університету, який представив результати на конференції EPSC-DPS2025 у Гельсінкі, команда використала дані Gaia, моделювання та штучний інтелект, щоб «розкрити приховану фізику, що формує обертання астероїдів». Місія Gaia спостерігала за тим, як астероїди відбивають світло під час обертання, створюючи базу світлових кривих. Порівнявши швидкість обертання з діаметром тіл, дослідники виявили прогалину, яка розділяє два типи об’єктів.

Зіткнення між астероїдами не є рідкістю: це наслідки лобового зіткнення між астероїдами, зафіксоване космічним телескопом «Габбл» у 2010 році. Джерело: NASA/ESA/D. Jewitt (UCLA)

Цей поділ виникає через взаємодію двох процесів: зіткнень, які вибивають астероїди з рівноваги, та внутрішнього тертя, що стабілізує їхній рух. Якщо обидва ефекти врівноважуються, утворюється межа між популяціями. Аналіз каталогу Gaia за допомогою машинного навчання підтвердив модель: менші астероїди (період обертання менше ніж 30 годин) нестійкі, тоді як більші — стабільніші.

Зліва — графік, побудований на основі даних Gaia, що відображає співвідношення між обертанням астероїдів та їх діаметром. Роздільна лінія між астероїдами, що обертаються, та астероїдами, що крутяться, є доказом. Справа — модельована модель, яка дуже точно відповідає реальним даним. Джерело: Wen-Han Zhou et al.

Раніше астрономи не могли пояснити, чому багато астероїдів не обертаються навколо сталої осі. Нове дослідження показало, що повільно обертові тіла легко вивести з рівноваги навіть незначним ударом. Сонячне випромінювання також впливає на динаміку: у стабільних астероїдів воно поступово змінює обертання, а у тих, хто перекидається, — ефект нівелюється через нерівномірний розподіл тепла.

Результати мають прикладне значення. Більшість астероїдів — це не моноліти, а пухкі скупчення уламків, покриті пилом. Такі структури реагують на удари інакше, ніж тверді об’єкти, що важливо для місій на кшталт NASA DART. Як зазначає Чжоу, майбутні огляди неба, зокрема обсерваторія Віри Рубін (LSST), дозволять застосувати цей підхід до мільйонів астероїдів і суттєво розширити знання про їхню будову та еволюцію.