Kosmiczny fistaszek, który nie umie się kręcić normalnie

Mam dla was taką zagadkę: co się stanie, gdy zderzą się dwa asteroidy, odczekają kilkaset milionów lat, a potem przemknie obok nich sondę z prędkością 50 000 km/h, żeby zrobić kilka zdjęć?

Otrzymujemy Donaldjohanson. I szczerze? Ten mały gość jest po prostu dziwny.

Poznajcie kosmicznego fistaszka

Sonda Lucy (tak, nazwana po słynnym szkielecie – naukowcy z NASA najwyraźniej mają poczucie humoru) niedawno przeleciała obok asteroidy, która formalnie ma jakąś nudną oficjalną nazwę, ale potocznie wygląda jak... no, fistaszek. Dwa spuchnięte płaty połączone wąską szyją, dryfujące sobie przez pas asteroidów, jakby miały gdzieś być.

Najdziksze? Wcale nie zawsze tak wyglądały. Naukowcy sądzą, że Donaldjohanson powstał, gdy dwa fragmenty z bardzo starego zderzenia ze sobą się połączyły pod wpływem grawitacji jakieś 155 milionów lat temu. To całkiem niedawno w skali kosmicznej – dinozaury jeszcze spacerowały po Ziemi, gdy ten twór dopiero się składał.

Bąk w przestrzeni

Tu zaczyna się prawdziwa zabawa. Większość obiektów w kosmosie kręci się w miarę normalnie – obracają się wokół jednej osi, jak kręcąca się koszulka na palcu żonglera. Donaldjohanson powiedział „nie, ja będę inaczej" i zaczął się chybotać.

Zamiast po prostu elegancko wirować na jednej osi, ten asteroida robi coś, co nazywamy „chybotaniem" – toczy się przodem na drugą stronę co 10,5 dnia, jednocześnie kołysząc się wokół swojej długiej osi w 26,5-dniowym cyklu. Wyobraźcie sobie, że próbujecie zakręcić fistaszkiem, a on zaczyna zachowywać się jak rozkołysany bąk. Mniej więcej to się dzieje.

Naukowcy nazywają to „złożoną rotacją". Ale szczerze? Powinniśmy to nazwać tym, czym jest – kosmicznym odpowiednikiem jedzenia gumy podczas chodzenia.

Kiedy światło słoneczne działa na długim dystansie

Dlaczego więc ten kosmiczny fistaszek się chybocze zamiast normalnie wirować? Odpowiedź kryje się w czymś, co nazywa się efektem YORP, i szczerze mówiąc, to jedna z tych historii kosmicznych, która pokazuje, jak cierpliwy potrafi być wszechświat.

Działa to tak: światło słoneczne nagrzewa powierzchnię asteroidy, a to ciepło później promieniuje z powrotem w przestrzeń jako promieniowanie podczerwone. Brzmi całkiem niewinnie, prawda? Ale jest jeden szczegół – to promieniowanie działa jak maleńki silnik rakietowy pchający na zewnątrz. Przez miliony lat te drobniutkie siły się sumują.

Ponieważ Donaldjohanson ma tak nieregularny, guzowaty kształt, te małe siły nie znoszą się wzajemnie tak jak na ładnej kulistej powierzchni. Zamiast tego tworzą skręcający efekt, który stopniowo zmienia sposób rotacji asteroidy. Naukowcy szacują, że ten asteroida obracał się co najmniej dziesięć razy szybciej, gdy dopiero się formował, ale przez ostatnie 20 do 60 milionów lat efekt YORP konsekwentnie go spowalniał.

Ten sam proces działał w odwrotną stronę na innych asteroidach jak Bennu i Ryugu – te prawdopodobnie kręciły się znacznie wolniej w przeszłości, zanim YORP rozkręcił je do prędkości kosmicznego szaleństwa. Bennu teraz wykonuje pełny obrót co cztery godziny, co jest szczerze mówiąc wyczerpujące.

Stara woda? Na tym suchym wyglądającym skale?

A to jest część, która naprawdę mnie zaskoczyła. Gdy Lucy przemknęła obok Donaldjohanson z prędkością 50 000 km/h (nie próbujcie zbyt długo myśleć, jak szybko to jest), jej instrumenty wykryły na powierzchni bogate w żelazo minerły ilaste. Te minerły mogą powstawać tylko w obecności ciekłej wody.

Ale jest haczyk: ekspozycja na wodę była prawdopodobnie dość krótka. Naukowcy wiedzą to, ponieważ długotrwała interakcja z wodą ma tendencję do zastępowania żelaza w minerłach ilastych innymi pierwiastkami jak magnez. Iły na Donaldjohanson są nadal bogate w żelazo, co oznacza, że woda pojawiła się i zniknęła stosunkowo szybko.

Porównajcie to z Bennu i Ryugu, które mają bogate w magnez iły wskazujące na znacznie dłuższe okresy kontaktu z wodą – prawdopodobnie miliony lat, gdy były jeszcze częścią większych ciał macierzystych. Fakt, że Donaldjohanson jest taki inny, sugeruje, że te asteroidy mogły uformować się w różnych miejscach lub w różnym czasie, zanim ostatecznie trafiły tam, gdzie są teraz.

Dlaczego powinno was to obchodzić?

Rozumiem – asteroidy nie są może najbardziej glamour obiektami kosmicznymi. Nie mają tajemniczości Marsa ani oszałamiających pierścieni Saturna. Ale jest jedno ale: te skalne kapsuły czasu to w zasadzie pozostałości budulca z czasów formowania się Układu Słonecznego. Za każdym razem, gdy badamy jeden z bliska, dowiadujemy się czegoś nowego o tym, skąd pochodzimy.

Poza tym jest coś naprawdę ujmującego w fakcie, że guzowaty, fistaszkowaty skałeczka kołysze się przez pas asteroidów od 155 milionów lat, kształtowany przez dawne zderzenia, delikatne światło słoneczne i krótkotrwałe spotkania z wodą. To sprawia, że wszechświat wydaje się trochę bardziej dziwny, trochę bardziej intymny.

Misja Lucy będzie kontynuowana, przy okazji – ostatecznie poleci odwiedzić trojańskie asteroidy dzielące orbitę z Jowiszem. Ale ja będę bacznie obserwować, co jeszcze ta mała sondka odkryje o naszym chaotycznym, pięknym kosmicznym sąsiedztwie.

Czasem najmniejsze obiekty opowiadają największe historie.