Солнце оказалось палачом космических тел: тёмные астероиды не выдерживают сближения

Астрономы обнаружили неожиданную особенность Солнца, которая меняет представления о судьбе малых тел в его окрестностях. Среди астероидов, подлетающих к звезде на минимальные расстояния, почти нет темных углеродистых объектов, хотя в Главном поясе они доминируют. Новые эксперименты показали, что близкий контакт со светилом для них оказывается разрушительным.

Фото: Анна Маляева is licensed under Рubliс domain

Крушение астероида

Загадка околосолнечных астероидов

Некоторые малые тела Солнечной системы регулярно проходят на экстремально близких расстояниях от Солнца. Один из самых известных примеров — объект 322P/SOHO 1 диаметром около 200 метров. Почти каждые четыре года он приближается к звезде на расстояние примерно 7,5 миллиона километров, что почти в восемь раз ближе орбиты Меркурия.

Астероид обнаружили в 1999 году на снимках солнечной обсерватории SOHO. Его заметили благодаря резкому увеличению яркости — характерному признаку комет. Однако последующие наблюдения не выявили ни газовой комы, ни хвоста, ни следов испарения летучих веществ. Активность проявлялась исключительно вблизи Солнца, что не характерно для настоящих комет.

Когда астероид ведет себя как комета

Ученые пришли к выводу, что 322P/SOHO 1 — это астероид, а его "кометное" поведение связано с выбросами пыли и мелких обломков под действием экстремального нагрева. Похожий механизм наблюдается и у астероида (3200) Фаэтон, который приближается к Солнцу на расстояние около 21 миллиона километров.

Фаэтон оставляет за собой протяженный шлейф частиц вдоль орбиты. Считается, что именно при прохождении Земли через этот поток возникает метеорный дождь Геминиды. При этом оба объекта — каменные, а не ледяные тела.

Отсутствие темных астероидов

Астрономов давно удивляло, что среди таких околосолнечных объектов нет астероидов класса C — темных, богатых углеродом. Это выглядит странно, поскольку в Главном поясе между Марсом и Юпитером именно они составляют около 75 процентов всех известных астероидов.

Исследователи предположили, что углеродистые тела по каким-то причинам не переживают столь тесные сближения со звездой. В статье, опубликованной в журнале Icarus, ученые из Швеции и Финляндии показали, что гравитация Солнца на расстояниях порядка семи миллионов километров не разрывает астероиды. Кометы разрушаются, но по другой причине — из-за бурного испарения льда, которого в астероидах нет.

Эксперимент с "водянистым" камнем

Авторы работы проверили гипотезу о разрушительном влиянии солнечного нагрева. Для эксперимента они использовали материал, максимально близкий по составу к метеориту Оргей, упавшему во Франции в 1864 году. Этот метеорит относится к редким CI-хондритам — крайне хрупким представителям углеродистых астероидов.

Почти половину массы таких пород составляют гидратированные силикаты — минералы, в кристаллической структуре которых присутствуют молекулы воды. Даже у более "сухих" астероидов класса C подобная встроенная в минералы вода все равно сохраняется.

Лабораторная имитация Солнца

Образец поместили в вакуумную камеру и подвергли воздействию мощного излучения, имитирующего солнечный свет. С помощью лампы и линз ученые воссоздали условия, соответствующие расстояниям от 10 до 37 миллионов километров от Солнца.

Результат оказался наглядным: уже через несколько минут материал начинал разрушаться взрывным образом. Причина — термическое разложение породы. При резком нагреве "запертая" в кристаллах вода стремительно превращается в пар и буквально разрывает минерал изнутри.

Что происходит с углеродом

В ходе эксперимента также зафиксировали выделение углекислого и угарного газов, а также соединений серы. Это указывает на распад сульфидов и углеродистых компонентов. Скорость потери массы образцов оказалась близка к уровню активности астероида 322P/SOHO 1 и значительно выше, чем у Фаэтона. Об этом сообщает Naked Science.

"Пропеченные" остатки

На основании этих данных исследователи пришли к выводу, что темные углеродистые астероиды действительно не выживают при близких пролетах мимо Солнца. Те объекты, которые все же наблюдаются на подобных орбитах, могут быть лишь сильно измененными остатками — своего рода "пропеченными головешками", утратившими исходный углеродистый состав.

Кометы и углеродистые астероиды

Кометы разрушаются возле Солнца из-за испарения льда и газов. Углеродистые астероиды гибнут иначе — их уничтожает внутренний нагрев и высвобождение связанной воды. Каменные астероиды без гидратированных минералов оказываются более устойчивыми и способны переживать экстремальные температуры.

Плюсы и минусы солнечного "отбора"

С одной стороны, Солнце действует как естественный фильтр, уничтожая наиболее хрупкие тела. С другой — это усложняет изучение первичного вещества Солнечной системы, поскольку именно углеродистые астероиды считаются носителями древнего материала и воды.

Популярные вопросы о темных астероидах

Почему углеродистые астероиды важны для науки?

Они считаются одними из самых древних тел Солнечной системы и содержат информацию о ранних этапах ее формирования.

Все ли астероиды разрушаются возле Солнца?

Нет, наиболее уязвимы именно богатые углеродом и гидратированными минералами объекты.

Может ли подобное происходить в других звездных системах?

Вероятно, да: аналогичные процессы могут действовать и у других звезд с активным излучением.