Μια νέα μελέτη βασισμένη στα δεδομένα της αποστολής Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) αποκαλύπτει γιατί πολλοί αστεροειδείς δεν περιστρέφονται ομαλά γύρω από τον άξονά τους, αλλά τυλίγονται σε ακανόνιστους στροβιλισμούς.
Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον Dr Wen-Han Zhou από το University of Tokyo, συνδύασε το τεράστιο dataset περιστροφών αστεροειδών με προχωρημένα μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης και κατάφερε να φωτίσει τη σχέση μεταξύ συγκρούσεων και εσωτερικής δομής των αστεροειδών. Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στο EPSC-DPS2025 Joint Meeting στην Ελσίνκι και ανοίγουν νέους δρόμους για την κατανόηση των αρχαίων αυτών σωμάτων και της συμπεριφοράς τους σε περίπτωση πρόσκρουσης με τη Γη.
Η Gaia παρατήρησε χιλιάδες αστεροειδείς σε όλο τον ουρανό, καταγράφοντας τις καμπύλες φωτός τους, οι οποίες αποτυπώνουν πώς αλλάζει η ανάκλαση του φωτός από ένα σώμα καθώς περιστρέφεται. Όταν τα δεδομένα αυτά χαρτογραφήθηκαν σε διάγραμμα που συνέκρινε την περίοδο περιστροφής με τη διάμετρο των αστεροειδών, εμφανίστηκε ένα εντυπωσιακό κενό: δύο διακριτοί πληθυσμοί αστεροειδών φαίνεται να χωρίζονται από ένα φυσικό όριο.
Η μελέτη του Zhou, που σε μεγάλο μέρος της πραγματοποιήθηκε στο Observatoire de la Côte d'Azur στη Γαλλία, αποκάλυψε την αιτία αυτού του κενού. Ο Zhou και η ομάδα του δημιούργησαν ένα νέο μοντέλο εξέλιξης περιστροφής των αστεροειδών, το οποίο λαμβάνει υπόψη την "μάχη" ανάμεσα σε δύο κρίσιμες διαδικασίες: τις συγκρούσεις στην Κύρια Ζώνη Αστεροειδών, οι οποίες μπορούν να εκτρέψουν έναν αστεροειδή σε ακανόνιστο στροβιλισμό, και την εσωτερική τριβή, που σταδιακά ομαλοποιεί την περιστροφή. Όταν οι δύο αυτές δυνάμεις ισορροπούν, δημιουργείται το παρατηρούμενο όριο στην κατανομή των ταχυτήτων περιστροφής.
Στην περιοχή κάτω από το κενό βρίσκονται αστεροειδείς που στριφογυρίζουν αργά, με περιόδους περιστροφής μικρότερες από 30 ώρες, ενώ πάνω από το κενό υπάρχουν οι γρήγοροι "καθαροί" περιστρεφόμενοι. Για δεκαετίες, οι αστρονόμοι προβληματίζονταν για το γιατί οι μικρότεροι αστεροειδείς τείνουν να περιστρέφονται ακανόνιστα και αργά. Η νέα μελέτη δείχνει ότι το φαινόμενο ξεκινά συνήθως όταν ένας αστεροειδής περιστρέφεται αργά, καθιστώντας τον πιο ευάλωτο σε συγκρούσεις που τον ωθούν σε χαοτικό τυλίγμα.
Η επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας παίζει επίσης σημαντικό ρόλο. Ο ήλιος θερμαίνει την επιφάνεια ενός αστεροειδούς, η οποία επανεκπέμπει τη θερμότητα προς διαφορετικές κατευθύνσεις, δημιουργώντας μια πολύ μικρή ώθηση. Σε έναν ομαλά περιστρεφόμενο αστεροειδή, αυτή η ώθηση συσσωρεύεται και μπορεί να επιταχύνει ή να επιβραδύνει την περιστροφή. Στους ακανόνιστα περιστρεφόμενους αστεροειδείς, όμως, η επίδραση εξισορροπείται καθώς διαφορετικά τμήματα της επιφάνειας απορροφούν και επανεκπέμπουν θερμότητα σε διαφορετικές στιγμές, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει προτιμητέα κατεύθυνση ώθησης. Έτσι, οι αργά περιστρεφόμενοι αστεροειδείς παραμένουν "κολλημένοι" στη ζώνη αργής περιστροφής κάτω από το παρατηρούμενο κενό.
Η γνώση αυτή έχει πρακτική σημασία. Συνδέοντας τη στιβαρότητα της εσωτερικής δομής των αστεροειδών με την περιστροφή τους, οι επιστήμονες μπορούν να εξαγάγουν συμπεράσματα για το εσωτερικό τους. Τα αποτελέσματα της Gaia υποστηρίζουν την εικόνα των αστεροειδών ως χαλαρά σωρευμένα συντρίμμια με πολλές κοιλότητες, καλυμμένα από παχύ, σκόπιμο ρεγκόλιθο.
Αυτή η γνώση είναι κρίσιμη για μελλοντικές αποστολές εκτροπής αστεροειδών, όπως η NASA DART. Ένας αστεροειδής-σύντριμμα θα αντιδρούσε διαφορετικά σε μια πρόσκρουση από ένα συμπαγές, σκληρό σώμα, καθιστώντας απαραίτητο τον ακριβή χαρακτηρισμό των εσωτερικών δομών. Με τα επερχόμενα projects παρατήρησης, όπως το Vera C. Rubin Observatory's Legacy Survey of Space and Time (LSST), οι αστρονόμοι θα μπορέσουν να εφαρμόσουν αυτήν τη μέθοδο σε εκατομμύρια αστεροειδείς, εμπλουτίζοντας την κατανόησή τους για την εξέλιξη και τη σύστασή τους.
Ο Zhou τόνισε ότι η μελέτη ανοίγει ένα νέο παράθυρο στο εσωτερικό αυτών των αρχαίων κόσμων, παρέχοντας πολύτιμες πληροφορίες για την ασφαλή διαχείριση πιθανών απειλών από αστεροειδείς προς τη Γη.
