いいえ、それは3番目の宇宙パズルではありません。むしろ、それは最近の小さな小惑星の奇妙な形と構成に関する研究の興味深い結果です。
宇宙ミッションから返送された画像は、小さな小惑星は原始的な岩の塊ではなく、メーターサイズの岩から小麦粉のような塵までのサイズの範囲の瓦礫で覆われていることを示唆しています。実際、いくつかの小惑星は最大50％の空のスペースであるように見え、それらが固体のコアのない瓦礫のコレクションである可能性を示唆しています。
しかし、これらの小惑星はどのようにして形成され進化するのでしょうか？そして、恐竜の運命を回避するために1つを偏向させる必要がある場合、それを分割せずにそれを行う方法と、危険をはるかに大きくすることはありますか？
ヨハネスディデリックファンデルワールス（1837-1923）、ダニエルシェーレス、マイケルスウィフト、および同僚の助けを借りて、救助に。
小惑星はその軸上で急速に回転する傾向があり、より小さな物体の表面での重力は地球のそれの1000分の1または100万分の1になることさえあります。その結果、科学者たちは瓦礫がどのように表面に付着しているのか疑問に思っています。 「小惑星の表面に関するいくつかの画像は、従来の地球物理学を使用して理解するのが難しいものです」とコロラド大学のScheeres氏は説明しました。
この謎を解明するために、チーム（コロラド大学の同僚であるダニエルシェーレス、およびノッティンガム大学のマイケルスウィフト）は、瓦礫と小惑星の結合に関連する力を徹底的に調査しました。宇宙での小さな物体の形成には、重力と凝集が含まれます。後者は、材料の表面での分子間の引力です。重力はよく理解されていますが、瓦礫の中で働く凝集力の性質とそれらの相対的な強さはあまり知られていません。
チームは、粒間の凝集力は「凝集粉」（パン粉を含む）に見られるものと同様であると想定しました。そのような粉末は、小惑星の表面で見られたものに似ているからです。これらの力の重要性を測定するために、チームは、表面での重力が地球のそれの約100万分の1である小さな小惑星に存在する重力に対する相対的な力を考慮しました。チームは、重力が小さな小惑星で観察された岩石のための効果のない結合力であることを発見しました。静電引力も無視できましたが、太陽によって照らされた小惑星の一部が暗い部分と接触する場合を除きます。
分子の存在が物議を醸した19世紀半ばまでさかのぼり、分子間力は純粋にサイエンスフィクションです（もちろん、当時はそのようなことはありませんでした）。ファンデルワールス博士の博士論文は、構成分子間の力が弱いという点で、気相と液相の間の遷移について強力な説明を提供しました。 、定量的に、量子力学と原子論の観点から）。
ファンデルワールス力（隣接する原子間または分子間の電子の位置の変動から生じる弱い静電引力）は、サイズが約1メートル未満の粒子に効果があるようです。ファンデルワールス力のサイズは、粒子の質量（および体積）に比例する重力とは異なり、粒子の接触表面積に比例します。その結果、粒子が小さくなると、重力と比較したファンデルワールスの相対強度が増加します。
これは、たとえば、小惑星が細かいダストで覆われているというScheeresと同僚による最近の観測を説明するかもしれません–科学者によっては、太陽放射によって追い払われると考えられている材料。この研究は、小惑星が「YORP効果」（太陽放射の吸収による小惑星の角速度の増加）にどのように反応するかにも影響を与える可能性があります。遺体がより速く回転するので、この最近の研究は、より小さな岩を保持しながら、より大きな岩を追放することを示唆しています。そのような小惑星が瓦礫の集まりである場合、結果は、ファンデルワールス力によって一緒に保持される小さな粒子の集合体になる可能性があります。
ワシントン大学の小惑星の専門家であるキースホルスアップルは、シーレスのチームが小惑星に作用している力を推定しただけでなく、小惑星と粒子のサイズによってこれらがどのように変化するかも調べたことに感銘を受けました。 「これは、太陽系の小さな物体の力学と低重力での粒子力学における重要な問題に取り組む非常に重要な論文です」と彼は言った。
Scheeresは、この理論をテストするには、小惑星の表面の機械的特性と強度特性を決定するための宇宙ミッションが必要であると述べました。 「私達は現在そのような提案を開発しています」と彼は言った。
出典：Physics World。 「小惑星表面への力のスケーリング：凝集力の役割」はScheeresらによる前刷です。 （arXiv：1002.2478）、Icarusで公開するために送信されました。
