_ Măsurarea forței de coeziune a meteoritului fragmente pentru a identifica mobilitatea asteroizilor

Forța de coeziune a particulelor de asteroizi influențează microgravitația și poate fi evaluată în mai multe ipoteze privind dimensiunea particulelor și sensibilitatea lor la forma particulelor. Aproximativ sute de kilograme de material cad zilnic în atmosfera Pământului din spațiu și se filtrează sub formă de boabe minuscule și praf fin. Mulți meteoriți care ajung pe Pământ din spațiu sunt bucăți de asteroizi.

Într-un nou raport publicat acum în Science Advances, Yuuya Nagaashi și o echipă de cercetare în planetologie de la Universitatea Kobe din Japonia , a efectuat măsurători de forță de coeziune a fragmentelor de meteorit. Forța de coeziune a particulelor de asteroizi a fost cu ordine de mărime mai mică, ceea ce a dus la mobilitatea ridicată a particulelor de suprafață de asteroizi identificate în timpul explorării spațiului. Pentru astrobiologii interesați de istoria timpurie a Pământului și a sistemului solar, aceste particule care au supraviețuit aproape nealterate oferă informații semnificative despre cea mai timpurie perioadă a istoriei sistemului solar.

Debutul formării planetare se bazează pe coeziune și forțe de adeziv între tipuri de particule similare și diferite, care sunt cheie pentru înțelegerea proceselor evolutive și eoliene de pe planete. Forța de coeziune este un factor fundamental care influențează procesele de coagulare și afectează corpurile mici în medii de microgravitație. De exemplu, constituie forța fundamentală care stă la baza migrării particulelor din cauza presiunii gazului de la o navă spațială sau din cauza accelerațiilor undelor seismice rezultate în urma unui impact.

Pentru a efectua măsurători directe ale unor astfel de forțe de coeziune, Nagaashi și colegii săi a folosit metoda centrifugă și a produs fragmente de condrită carbonică Allende și Tagish Lake folosind un motor și un pistil și a obținut probe cu structuri de suprafață bine caracterizate. Echipa a efectuat măsurători în condiții de evacuare sau după încălzirea lor pentru a observa impactul subiacent.

Pentru a studia forma fragmentelor de meteorit, Nagaashi și echipa au folosit microscopia optică și microscopia confocală cu scanare laser. Rezultatele nu au făcut distincție între metodele de fragmentare și nici nu au indicat o diferență semnificativă în măsurătorile forței de coeziune între fragmentele aceluiași meteorit. Cu toate acestea, atunci când echipa a comparat două tipuri de meteoriți, ei au observat că forța de coeziune a fragmentelor Allende este de câteva ori mai mare decât a fragmentelor din lacul Tagish.

Cercetătorii au folosit microscopia cu forță atomică pentru a dezvălui structurile fine ale suprafeței. de fragmente de meteorit obținute din probele din Lacul Tagish și au arătat forțele de coeziune pentru a se baza pe structurile de suprafață la scară sub-micronică. Când au încălzit probele, forța de coeziune a crescut cu trei până la patru varietăți datorită evaporării vaporilor de apă de suprafață și reducerii compoziției apei, rezultând într-un proces de aderență la suprafață crescută proporțional pentru a dezvălui că coeziunea în fragmentele de meteorit depindea de topologia lor de suprafață.

Constituenții meteoriților sunt de obicei mai fini după ce au suferit modificări apoase subiacente și grosieri după alterarea termică. În mod convențional, oamenii de știință au detectat forța de coeziune a particulelor de pe suprafețele asteroizilor pe baza forțelor van der Waals care erau proporționale cu dimensiunea particulelor.

Punctele de contact dintre particule se bazau pe raportul dintre forțele gravitaționale și de coeziune, cunoscut sub numele de numărul Bond. Oamenii de știință au presupus anterior că forța de coeziune este proporțională cu dimensiunea particulei; cu toate acestea, forța totală de coeziune per fragment a fost mai mică, indicând mobilitatea particulelor pe un corp asteroid mic.

Nagaashi și echipa au studiat în continuare mobilitatea particulelor dintr-un corp asteroid mic în raport cu presiunea necesară pentru a depăși forța gravitațională și a aderenței și au obținut valori mai mici decât se aștepta. Astfel de dovezi pentru transferul de masă au fost comune pentru asteroizii Itokawa, Ryugu și Bennu, validând estimările teoretice făcute în studiu. În plus, deformarea plastică a particulelor poate duce la o forță de coeziune mai mare, pe care cercetătorii au considerat-o pe asteroizi examinând aspectul suprafeței sau topologia acestora.

În acest fel, Yuuya Nagaashi și colegii au examinat și caracterizat coeziunea sau aderența. forțele care stau la baza meteoriților sau particulelor de asteroizi. Un model general al procesului formativ al sistemului solar poate fi cules din dovezile obținute de la meteoriți și prin investigațiile telescopice ale asteroizilor. Lucrarea descrisă aici se concentrează pe înțelegerea forțelor de coeziune și aderență care stau la baza aglomerării boabelor într-un strat de praf pentru a forma aglomerări care au acumulat materie solidă în planetezimale la scară mare. Astfel de corpuri au crescut în cele din urmă rapid pentru a forma planete embrionare.

Centura de asteroizi primară situată între Marte și Jupiter reprezintă rămășițele supraviețuitoare ale populației timpurii de embrioni protoplanetari și planetari a sistemului solar interior. Meteoriții care provin din această populație de centură de asteroizi oferă o perspectivă detaliată pentru a măsura forțele de coeziune și adezive care stau la baza originii sistemului solar.

© 2023 Science X Network

(Fluierul)