當涉及到從當天可能的岩石中拯救地面時,知道撞擊的位置以及它如何旋轉可以做出所有的改變。上個月在赫爾辛基舉行的歐洲科學大會上提出的兩項新研究可能只給了科學家這兩個答案。
在一項研究中,東京大學周文漢領導的研究人員使用了來自 歐洲航天局現在已經退休了 蓋亞使命 研究小行星的自轉如何取決於它被其他空間岩石撞擊的頻率。在另一項研究中,由伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的 Rahil Macadia 領導的團隊開發了一種方法來識別某個地區最安全的區域。 小行星 執行偏離任務,而不是隨機將其引導至地面。
總之,這些發現為理解這些古老天體的結構和行為提供了一種新的方法——如果危險的小行星曾經與我們的星球發生碰撞,這些知識可能對它的偏離至關重要。
週在一份報告中說:“利用蓋亞獨特的數據、先進的建模和信息技術工具,我們發現了形成小行星旋轉的隱藏物理原理,並為了解這些古老世界的內部打開了一扇新的窗口。” 陳述。
當小行星開始自轉時
近幾十年來,天文學家一直對一些小行星的原因感到困惑。 旋轉為旋轉頂部 然而 其他人則從太空墜落 以混亂、不可預測的方式。週的團隊決定使用蓋亞小行星光模型和新計算機模型的廣泛檔案來解決這個謎團。
他們的分析 告訴 小行星的自轉模式下降為兩種力量之間的宇宙“戰爭撤退”:碰撞使它們運動不穩定,內部摩擦逐漸軟化它們的旋轉。
“當這兩種效應平衡時,它們就會在小行星種群中形成一條自然的分界線,”週在聲明中說。
機器的學習揭示了 GAIA 數據中的這條“分界線”,即快速、慢速和圓形旋轉小行星之間的明顯差距。聲明稱,研究人員發現,旋轉速度最慢的旋轉體更容易受到影響而震動,而最快的旋轉體則抵制這些擔憂。
研究報告稱,陽光也發揮著微妙但重要的作用。當小行星表面白天升溫、夜間冷卻時,它會發出小幅輻射噴發,起到微觀推力的作用。為了使小行星順利旋轉,這些推動力沿同一方向排列,並且 逐漸改變它們的旋轉程度。但對於不倒翁來說,推力或多或少會相互抵消,阻礙它們緩慢、混亂的運動。
研究結果還表明,許多小行星並不是堅固的岩石碎片,而是通過重力結合在一起的鬆散岩石和塵埃團,天文學家稱之為“根。 “科學家說,這種差異對於行星保護很重要,因為一顆脆弱、多孔的小行星 對船舶的撞擊做出反應 與濃密、堅固有很大不同。
週在聲明中表示,隨著更多的天空調查上線,科學家將能夠將這種方法應用於更大的樣本。通過未來的觀察,例如 薩默·C·魯賓天文台對時空的遺產調查,“我們將能夠實施這種方法 還有數百萬個小行星加深我們對它們的演化和組成的理解。 ”
尋找安全點
如果你知道小行星如何旋轉是第一步,下一步就是了解撞擊它的位置。
馬卡迪亞的團隊調查了宇宙飛船撞上小行星時會發生什麼,發現並非所有影響的地方都是平等的。擊中錯誤的地方可能會導緻小行星移動到科學家所說的關鍵引力洞——一個很小的空間區域,行星的引力可以巧妙地彎曲小行星軌道並使其運動。 在下一個通道中向地面擺動 幾十年或幾個世紀後。
馬卡迪亞在另一篇文章中說:“即使我們故意通過太空任務將小行星推離地球,我們也需要確保它之後不會移動到這些關鍵點之一。” 陳述。 “否則,我們將再次在線上面臨同樣的衝擊威脅。”
為了避免這種宇宙迴旋鏢效應,馬卡迪亞團隊創建了小行星表面的概率圖,可以為任務規劃者提供指導。借鑒 NASA 的經驗教訓 飛鏢任務2022 年 9 月在小行星 Dimorphos 中相撞,以及飛船的真實軌跡,他們模擬了數億次動能撞擊任務,每次都稍微快速地改變角度和時間。
對於每次模擬,他們都會計算小行星的運動將如何變化,以及它是否可以移動到這些引力關鍵點之一。根據第二份聲明,對一系列撞擊點和旋轉角度重複這一過程使他們能夠確定最安全和最有效的打擊區域。
馬卡迪亞說:“有了這些概率圖,我們可以推動小行星,防止它們變成影響軌跡,從長遠來看保護地球。”
為了證明他們的模型,研究人員將其應用於近地小行星 定義感謝 NASA 的大力支持,地球上研究最多的天體之一 奧西里斯-雷克斯任務他精確地設計了它的表面,研究了它的軌道,並將空間房屋的樣本帶到了地面。
之前的模型顯示 Bennu 路包括 一些可能的引力關鍵 從理論上講,這可以將其重定向到 22 世紀某個地方的地球。但奧西里斯-雷克斯的數據極大地減少了這些不確定性,排除了許多可能的椅子和未來的影響場景。
利用準確的軌道數據,馬卡迪亞團隊模擬了各種條件下的太空空間,並預測了可能的貝努會議,創建了詳細的影響圖。
研究指出,這些地圖表明小行星上的哪些區域將成為最安全的目標,以及哪些區域可能會增加未來會議的長期風險。最佳打擊區域,標記為 圖案中明亮的椅子展示宇宙飛船在何處可以嗅到遠離地球的小行星軌道,而不會導致隨後的危險返回。
根據這項研究,這種類型的分析可以幫助設計最安全的偏離任務,即使在時間不允許專用相關船隻的情況下僅使用陸基觀測也是如此。
馬卡迪亞在聲明中表示:“幸運的是,所有這些分析,至少在初步水平上,都可以僅使用陸基觀測,儘管連續任務是首選。”
雖然望遠鏡和其他一代任務探測到了數百萬顆小行星,但類似的研究正在幫助科學家編寫一個 行星防禦 保護土地工程。