Kozmikus kőrakás kisbolygóból

A japán Hayabusa-űrszonda által meglátogatott Itokawa kisbolygó belsejének több mint harmadát üregek teszik ki.

Az üreges, avagy porózus szerkezetű kisbolygók létezése elméleti vizsgálatok során merült fel még évekkel ezelőtt. Ezek az égitestek olyan törmelékhalomként képzelhetők el, amelyek sok szabálytalan alakú, apró testből állnak össze. A darabok egymással érintkeznek, és az összetapadó felületek között ébredő adhéziós erők, valamint a törmelékhalom tömegéből adódó gyenge gravitációs tér közösen tartja együtt a darabokat, egyetlen égitest formájában. Az ilyen objektumokat találóan kozmikus kőrakás szerkezetűnek nevezik, ahol az egyes szemcsék között üres részek is lehetnek.

A töredékek elméletileg a becsapódások mechanikai aprózó hatásától keletkeznek, ám mindmáig nehezen magyarázható, hogy ugyanez a mechanikai hatás miért nem robbantja szét a halmazt. A kérdés tisztázásában azok a kisbolygók segíthetnek, amelyek sűrűsége anyagi összetételükhöz képest igen kicsi - tehát belülről üregesek. Eddig az űrszondákkal meglátogatott és részletesebben vizsgált aszteroidák közül a sötét Mathilde, és a földközeli Eros mutatkozott túl alacsony sűrűségűnek, amit a belsejében lévő üregekkel, repedésekkel magyaráztak.

Mint arról korábban beszámoltunk, a japán Hayabusa-űrszonda 2005 novemberétől részletesen tanulmányozta az egzotikus megjelenésű, mindössze 535 méter hosszú Itokawa kisbolygót. Bár leszállási kísérlete sikeres volt, mintát feltehetőleg nem tudott venni az égitest anyagából. Az űreszköz jelenlegi állapota a szűkszavú japán híradásokból pontosan nem ismert, a szakemberek reménykednek benne, hogy a Hayabusát 2010-ben vissza tudják hozni a Föld közelébe.

Az Itokawáról eddig készült megfigyelési eredmények összesítése arra utal, hogy egy kozmikus kőrakás szerkezetű objektummal van dolgunk. A képeken látott temérdek szabálytalan szikla önmagában is elképzelhetővé teszi, hogy az Itokawa sok töredékből álló égitest lehet. A felszíni anyag megfigyelésekor olyan ásványok együttesét is azonosították, amelyek csak kisméretű égitestnél jellemzők egymás mellett. Az ilyen ásványok együttesét tartalmazó kisbolygó anyaga nem differenciálódott, összetevői nem váltak szét fajsúly szerint, és nem rendeződtek rétegekbe, mint ahogy az a 200-300 km-nél nagyobb átmérőjű égitesteknél a belső hőtermelés miatt várható. Ugyanakkor a felszínen olyan réteges megjelenésű sziklák is mutatkoztak, amelyek mégis arra utalnak, hogy az adott kőzetanyagot egykor tartalmazó ősi objektum belseje megolvadt.

A fenti, kissé ellentmondásos kép mellett az Itokawa gravitációs tere alapján számított tömege meglepően kicsi, a felszíni összetételből becsült sűrűségéhez viszonyítva. Erik Asphaug (University of California, Santa Cruz) és kollégáinak vizsgálata szerint a kisbolygó belsejének közel 40%-át üregek teszik ki. Ez elég magas érték, ha például kezünkbe veszünk egy marék homokot, abban csak 20% körüli a porozitás - az Itokawában ennek közel duplája. A 40% körüli üres térfogat alapján első közelítésben arra gondolhatnánk, hogy nagyon gyenge a kisbolygó anyagának összetartó ereje - egy nagyobb ütéstől is darabjaira hullana, akár egy nagyméretű, ám törékeny kártyavár.

Az ilyen porózus szerkezetnek azonban előnye is van: a becsapódások energiáját elnyeli, és belső átrendeződéssel, további töredezéssel, illetve tömörödéssel reagálhat a behatásra - elképzelhető, hogy nem is könnyű szétdarabolni egy ilyen kozmikus kőrakást. Ha a korábbi becsapódások során az Itokawa is tömörödött, porozitásának talán 40% alattinak kellene már lennie - bár ezen a téren elég bizonytalanok az ismereteink. Krátereket mindenestre alig látni a felszínén, ami talán a laza szerkezettel függ össze: a becsapódásoktól létrejövő kisbolygórengések elegyengetik és finom törmelékkel töltik fel a mélyedéseket.

A kisbolygókról korábban kialakult kép, amely szerint nagy kőzet szilánkokra emlékeztetnek, mára erősen átalakult. Kiderült, hogy több összetett folyamat együtteseként jön létre megfigyelhető alakjuk és szerkezetük - sok esetben inkább laza törmelékhalomnak, mint összefüggő "sziklának" tekinthetők. A belső szerkezet ismeretének gyakorlati haszna is lehet: ha a távoli jövőben el kell majd térítenünk egy Föld felé száguldó kisbolygót, másként kell bánnunk vele, ha laza és porózus szerkezetű, és másként, ha összefüggő anyagból áll.

Kereszturi Ákos