Små asteroider hålls ihop av Van Der Waals Forces

Vad håller små asteroider ihop? Säkert inte gravitationen, de är för små för det. Idag upplyser Daniel Scheeres och kompisar vid University of Colorado oss med en studie av krafterna som verkar i dessa små kroppar.

År 2005 cirklade det japanska Hayabusa-uppdraget och landade på den potatisformade asteroiden Itokawa, som bara är några hundra meter stor. (Det kommer att återvända till jorden senare i år med ett prov av asteroiddamm.)

Snurrhastighetsstatistik tyder på att Ikotawa och liknande asteroider är högar av spillror som hålls samman av gravitationen på skalor på 150 meter och större. Men mindre stenblock bör flyga ut i rymden med den här snurrhastigheten.

Men det skapar ett pussel. Bilder från Hayabusa visar att Ikotawa i mindre skala är lite mer än en samling stenblock och damm. Men om gravitationen inte kan slå de inblandade centripetalkrafterna, vad är det som håller ihop Ikotawa?

Astronomer har sedan en tid tillbaka vetat att krafterna inte behöver vara stora: olika simuleringar har visat att även små kohesiva krafter kan göra snurrande stenhögar stabila i miljöer med låg gravitation.

Av de olika möjligheterna är de främsta som astronomer har studerat strålningstrycket från solen, friktion och elektrostatiska krafter mellan joniserat damm (som är ansvarigt för damm som svävar på månen och därför är mer benäget att trycka isär damm).

Målet med det senaste arbetet av Scheeres och företag är att utföra en kartläggning av de kända relevanta krafterna som verkar på korn och partiklar, ange deras analytiska form och relevanta konstanter för rymdmiljön, och överväga hur dessa krafter skalas i förhållande till varandra.

Scheeres och co visar att ingen av de vanliga misstänkta är den troliga boven. Istället ser det ut som om små asteroider hålls samman av van der Waals-styrkor.

Det har två intressanta konsekvenser. Först, för asteroidutveckling. Scheeres och co föreslår att snurrande asteroider gradvis kastar av sig större stenblock tills de slutar som stenhögar som hålls samman av van der Waals-styrkor. Det kan hjälpa till att förklara storleksfördelningen av asteorider.

För det andra kan denna process också förklara, åtminstone delvis, bildandet av planetringar som de runt Saturnus som uteslutande består av små kroppar.

Om Scheere och co har rätt kommer deras slutsatser att leda till en betydande omvärdering av asteroidernas ytegenskaper, för att inte tala om planetringarnas struktur och utveckling. Ingen liten bedrift.

Ref: arxiv.org/abs/1002.2478 : Skala krafter till asteroidytor: sammanhållningens roll

Dölj