Come i chicchi di mais che spuntano in una padella, minuscoli granelli di polvere possono saltare sulla superficie degli asteroidi, secondo un nuovo studio dei fisici della CU Boulder.

Quell'effetto simile ai popcorn può anche aiutare a mettere in ordine gli asteroidi più piccoli, facendoli perdere polvere e facendoli sembrare ruvidi e scoscesi dallo spazio.

I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati l'11 luglio sulla rivista Nature Astronomy . Le loro scoperte possono aiutare gli scienziati a capire meglio come gli asteroidi cambiano forma nel tempo e come questi corpi migrano attraverso lo spazio, portandoli a volte pericolosamente vicino alla Terra, ha affermato Hsiang-Wen (Sean) Hsu, co-autore principale dello studio.

"Più materiale a grana fine, o regolite, questi asteroidi perdono, più velocemente migrano", ha affermato Hsu, ricercatore associato presso il Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) presso CU Boulder.

La ricerca è iniziata con alcune foto curiose.

Nel 2020, un veicolo spaziale della NASA chiamato OSIRIS-REx ha viaggiato per più di 1 miliardo di miglia per incontrarsi con l'asteroide (191055) Bennu, che è alto circa quanto l'Empire State Building. Ma quando è arrivata la navicella spaziale, gli scienziati non hanno trovato quello che si aspettavano:la superficie dell'asteroide sembrava carta vetrata ruvida, non liscia e polverosa come avevano previsto i ricercatori. C'erano persino massi grandi come case e camion sparsi all'esterno.

Ora, Hsu e i suoi colleghi hanno attinto a simulazioni al computer, modelli ed esperimenti di laboratorio per esplorare questo enigma. Ha detto che forze simili all'elettricità statica potrebbero spingere i più piccoli granelli di polvere, alcuni non più grandi di un singolo batterio, dall'asteroide e nello spazio, lasciando dietro di sé solo rocce più grandi.

Bennu non è solo, ha detto il coautore dello studio Mihály Horányi.

"Ci stiamo rendendo conto che questa stessa fisica si sta verificando su altri corpi senz'aria come la luna e persino gli anelli di Saturno", ha affermato Horányi, ricercatore presso LASP e professore di fisica presso CU Boulder.

Bennu e Ryugu

Gli asteroidi potrebbero sembrare congelati nel tempo, ma questi corpi si evolvono nel corso della loro vita.

Hsu ha spiegato che gli asteroidi come Bennu ruotano costantemente, esponendo le loro superfici alla luce solare, quindi all'ombra e alla luce solare di nuovo. Quel ciclo senza fine di riscaldamento e raffreddamento mette a dura prova le rocce più grandi in superficie, fino a quando inevitabilmente si rompono.

"Succede ogni giorno, tutto il tempo", ha detto Hsu. "Fini per erodere un grosso pezzo di roccia in pezzi più piccoli."

Ecco perché, prima che gli scienziati arrivassero a Bennu, molti si aspettavano di trovarlo coperto da stagni di sabbia liscia, un po' come appare oggi la luna. Più o meno nello stesso periodo nel 2020, una missione spaziale giapponese è atterrata su un secondo piccolo asteroide chiamato Ryugu. Il team ha trovato un terreno altrettanto accidentato e scosceso.

Hsu ei suoi colleghi erano sospettosi.

Dagli anni '90, i ricercatori del LASP hanno utilizzato le camere a vuoto in laboratorio per studiare le strane proprietà della polvere nello spazio, inclusa un'impresa che chiamano "lofting elettrostatico". L'autore co-responsabile dello studio Xu Wang ha spiegato che quando i raggi del sole bagnano piccoli granelli di polvere, iniziano a raccogliere cariche negative. Quelle cariche si accumulano finché, all'improvviso, le particelle si separano, come due magneti che si respingono.

In alcuni casi, quei granelli di polvere possono esplodere a velocità superiori a 20 miglia orarie (o più di 8 metri al secondo).

"Nessuno aveva mai considerato questo processo sulla superficie di un asteroide prima", ha affermato Wang, ricercatore associato al LASP.

Piccolo asteroide, grande asteroide

Per fare ciò, i ricercatori, inclusi gli ex studenti universitari della CU Boulder Anthony Carroll e Noah Hood, hanno eseguito una serie di calcoli esaminando la fisica della regolite su due ipotetici asteroidi. Hanno monitorato come potrebbe formarsi la polvere, quindi sono saltati in giro per centinaia di migliaia di anni. Uno di quei falsi asteroidi era largo circa mezzo miglio (di dimensioni simili a Ryugu) e il secondo largo diverse miglia (di diametro più vicino a grandi asteroidi come Eros).

Quella taglia ha fatto la differenza. Secondo le stime del team, quando i granelli di polvere sono saltati sull'asteroide più grande, non sono riusciti a guadagnare abbastanza velocità per liberarsi dalla sua gravità. Lo stesso non era vero sull'asteroide più piccolo, simile a Ryugu.

"La gravità sull'asteroide più piccolo è così debole che non può trattenere la fuga", ha detto Hsu. "La regolite a grana fine andrà perduta."

Quella perdita, a sua volta, esporrà la superficie degli asteroidi a un'erosione ancora maggiore, portando a uno scenario ricco di massi come gli scienziati hanno trovato su Ryugu e Bennu. Nel giro di diversi milioni di anni, infatti, l'asteroide più piccolo fu quasi completamente spazzato via dalla polvere fine. L'asteroide simile a Eros, tuttavia, è rimasto polveroso.

Hsu ha notato che questo effetto di lavaggio potrebbe aiutare a dare una spintarella alle orbite di piccoli asteroidi. Ha spiegato che gli asteroidi migrano perché la radiazione solare li spinge lentamente nel tempo. Sulla base di precedenti ricerche di altri scienziati, sospetta che gli asteroidi ricoperti di massi possano muoversi più velocemente di quelli dall'aspetto più polveroso.

Lui e i suoi colleghi potrebbero presto ottenere ulteriori prove per eseguire il backup dei loro calcoli. In meno di 3 mesi, una missione della NASA chiamata Double Asteroid Redirection Test (DART) visiterà una coppia di asteroidi più piccoli e Hsu starà a guardare per vedere quanto sono polverosi.

"Avremo nuove immagini di superficie per testare la nostra teoria", ha detto. "È bello per noi, ma anche un po' snervante". + Esplora ulteriormente

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