Ütközések formálják a kisbolygók alakját

A Naprendszer története során az eredetileg kialakult, néhány száz-ezer km méretű kisbolygók óriási ütközésekben kisebb-nagyobb fragmentumokra törtek. Ennek eredményeképpen a kisbolygók mintegy harmada a pályaelemek alapján jellegzetes gócokba, családokba csoportosul, amelyek közös eredetét megerősíti, hogy a felszín anyaga általában szintén a családra jellemző, írja a Hírek.csillagászat.hu. A közös családba tartozó kisbolygók mai mozgása alapján, időben visszafelé számolva megállapítható annak az összeütközésnek a valószínű időpontja, amelyben a család tagjai kialakultak és szétrepültek.

A kisbolygók megpróbáltatásai nem értek véget a családokat kialakító ütközésekkel: azóta számtalan kisebb becsapódás érte a felszínüket, amelyek eredményét közvetlenül mutatják a kráterek és a regolitcsuszamlások, amelyeket űrszondás megközelítéssel tanulmányozhatunk.

Modellszámítások arra utaltak, hogy e folyamatok hosszú idő (milliárd évek) alatt az alak egészét megváltoztatják, azonban a közvetlen megfigyelés eddig váratott magára, mert egy kisbolygó alakjának hozzávetőleges kiszámításához sok évet átfogó mérési sorozatra van szükség, a családok tulajdonságainak összevetéséhez pedig legalább sok száz kisbolygó alakját kell megismernünk.

Magyar kutatók egy újszerű módszert dolgoztak ki, amelynek segítségével 11735 kisbolygót vizsgáltak a Sloan Digitális Égboltfelmérésben. Szabó Gyula (Szegedi Tudományegyetem) és Kiss László (University of Sydney) módszerével az egyedi kisbolygók alakja nem is számolható ki közvetlenül, viszont statisztikusan megbecsülhető egy család tagjainak elnyúltsága a több alkalommal megmért fényességek átlagos változásából (az elnyúltabb alakú égitestek jellemzően nagyobb mértékben változtatják fényességüket forgásuk miatt). A vizsgált mintában a legnépesebb kisbolygócsaládok közel 1000 égitesttel képviseltetik magukat.

Kiderült, hogy a fiatal családokban inkább elnyúltabb, az idősebb családokban a gömb alakhoz közelebb álló égitesteket találunk. A fiatal, 150 millió éves Massalia család tagjai meglehetősen elnyúltak, ami megerősíti a család ütközéses eredetét. Az egymilliárd éves Flora, a másfél milliárd éves Eos és a két és félmilliárd éves Koronis családban, a kor előrehaladtával a kis elnyúltságú, azaz gömbhöz közeli alakú égitestek száma válik dominánssá. A kis becsapódások lassú, de hatékony munkával, mintegy 2-3 milliárd év leforgása alatt legömbölyítik a kisbolygókat. A kis becsapódások rengéseket okoznak, amelyek hatására a becsapódásban közvetlenül részt nem vevő anyag is megmozdul, és a csúcsokból a völgyekbe vándorol.

A megfigyelések egy másik tanulsággal is szolgáltak: az öreg, kis becsapódások által gyakorlatilag teljesen átformált kisbolygóknak két típusa létezik: a majdnem gömb alakon kívül megfigyelhetünk egy közepes, 1,5-2 arányban elnyúlt típust, és 3-5 százalék esetben nagyon elnyúlt szilánkokat. Az eltérések oka egyrészt a kisbolygó szerkezetében, másrészt nagyobb ütközések hatásában keresendő. A könnyen legömbölyíthető csoportba, amely a kisbolygók nagyobb hányadát alkotja, laza, nagy porozitású, kőrakás-szerkezetű objektumok tartoznak, amelynek felszínén könnyen mozog a regolit. A közepes elnyúltságú csoportba olyan nagyobb sűrűségű, szilárdabb kőrakás-szerkezetű vagy jórészt monolitikus testek tartoznak, amelyek anyagát nehezebben mozgatják a kis ütközések. A legnagyobb elnyúltságú csoportban valószínűleg a családok legújabban kialakult tagjait látjuk, amelyek a családtagok közötti katasztrofális ütközésekben a közelmúltban levált, relatíve fiatal szilánkok.