아니요, 우주 퍼즐 3이 아닙니다. 오히려, 그것은 소행성의 이상한 모양과 구성에 대한 최근 연구의 흥미로운 결과입니다.
우주 임무에서 보낸 이미지는 작은 소행성이 바위 덩어리가 아니라 미터 크기의 바위에서부터 밀가루 같은 먼지에 이르는 크기의 잔해로 덮여 있음을 시사합니다. 실제로 일부 소행성은 최대 50 %의 빈 공간 인 것처럼 보이며, 단단한 코어가없는 잔해 모음 일 수 있음을 시사합니다.
그러나이 소행성이 어떻게 형성되고 진화합니까? 그리고 공룡의 운명을 피하기 위해 공룡을 편향시켜야 할 경우, 공룡을 깨뜨리지 않고 위험을 크게 늘리는 방법은 무엇입니까?
Johannes Diderik van der Waals (1837-1923)는 Daniel Scheeres, Michael Swift 및 동료의 도움을 받아 구출되었습니다.
소행성은 축에서 빠르게 회전하는 경향이 있으며, 소체 표면의 중력은 지구의 천분의 일 또는 심지어 백만 분의 일이 될 수 있습니다. 결과적으로 과학자들은 잔해가 어떻게 표면에 달라 붙는 지 궁금해하고 있습니다. 콜로라도 대학의 Scheeres는“우리가 소행성 표면을 가지고있는 몇 안되는 이미지는 전통적인 지구 물리학을 사용하여 이해하는 데 어려움이 있습니다.
이 수수께끼의 바닥에 도달하기 위해, 콜로라도 대학의 동료 Daniel Scheeres와 노팅엄 대학의 Michael Swift 팀은 소행성에 잔해를 묶는 데 관련된 관련 세력을 철저히 연구했습니다. 우주에서 작은 물체를 형성하려면 중력과 응집력이 필요합니다. 후자는 물질 표면의 분자 사이의 인력입니다. 중력은 잘 알려져 있지만, 잔해에서 작용하는 응집력의 특성과 상대 강도는 훨씬 덜 알려져 있습니다.
연구팀은 곡물 사이의 응집력은 빵 가루를 포함한“응집성 분말”에서 발견되는 것과 비슷하다고 가정했다. 왜냐하면 그러한 분말은 소행성 표면에서 보여지는 것과 유사하기 때문이다. 이 힘의 중요성을 측정하기 위해 연구팀은 지표면의 중력이 지구의 백만 분의 1 인 작은 소행성에 존재하는 중력에 대한 힘을 고려했다. 연구팀은 중력이 작은 소행성에서 관측 된 암석에 대한 비 효과적인 결합력이라는 것을 발견했다. 태양에 의해 조명되는 소행성의 일부가 어두운 부분과 접촉하는 것 외에는 정전 기적 인력도 무시할 만했다.
19 세기 중반으로 거슬러 올라가면 분자의 존재가 논란의 여지가 있고 분자간이 순수한 공상 과학을 강요합니다 (물론 그런 것은 없었습니다). 반 데르 발스 박사의 논문은 구성 분자 사이의 약한 힘으로 기체와 액체상의 전이에 대한 강력한 설명을 제공했습니다.이 분자는 유한 한 크기를 가졌다 고 가정했습니다. 양자 역학과 원자 이론의 관점에서 양적으로).
반 데르 발스 힘-전자의 위치 변동에 의해 발생하는 인접 원자 또는 분자 사이의 약한 정전 기적 인력-크기가 약 1 미터 미만인 입자에 대한 트릭을 수행하는 것으로 보입니다. 반 데르 발스 힘의 크기는 입자의 질량 (따라서 부피)에 비례하는 중력과 달리 입자의 접촉 표면적에 비례합니다. 결과적으로, 입자가 작아 질수록 중력 대비 반 데르 발스의 상대 강도가 증가합니다.
예를 들어, Scheeres와 동료들의 최근 소견에 따르면 작은 소행성이 미세 먼지로 덮여있다. 일부 과학자들은 태양 복사에 의해 쫓겨날 것이라고 생각했다. 이 연구는 또한 소행성이 태양 복사의 흡수에 의한 소행성의 각속도 증가 인“YORP 영향”에 어떻게 소행성이 반응하는지에 영향을 줄 수있다. 몸이 더 빨리 회전함에 따라,이 최근 연구는 더 작은 바위를 유지하면서 더 큰 바위를 추방 할 것을 제안합니다. 그러한 소행성이 잔해의 수집 물인 경우, 반 데르 발스 힘에 의해 함께 유지되는 더 작은 입자의 집합 일 수있다.
워싱턴 대학 (University of Washington)의 소행성 전문가 Keith Holsapple은 Scheeres 팀이 소행성에 작용하는 힘을 추정했을뿐만 아니라 소행성과 입자 크기에 따라 이러한 변화가 어떻게 달라지는 지에 대해 깊은 인상을 받았습니다. “이 논문은 태양계의 작은 몸체의 역학과 저 중력에서 입자 역학의 핵심 문제를 다루는 매우 중요한 논문입니다.”라고 그는 말했다.
Scheeres는이 이론을 테스트하기 위해서는 소행성 표면의 기계적 및 강도 특성을 결정하기위한 우주 임무가 필요하다고 지적했다. "우리는 지금 그러한 제안을 개발하고있다"고 그는 말했다.
출처 : 물리 세계. "소행성 표면으로의 스케일링 힘 : 응집력의 역할"은 Scheeres, et al. (arXiv : 1002.2478), Icarus로 출판을 위해 제출되었습니다.
