Tutaj grawitacja nie wyrabia. Planetoida kręci się tak szybko, że kamienie się od niej odrywają

Planetoida Didymos była gwiazdą mediów na całym świecie pod koniec 2022 roku. To właśnie ona, a właściwie jej księżyc Dimorphos, był celem sondy DART, która miała sprawdzić, czy jesteśmy w stanie w mierzalny sposób zmienić trajektorię lotu planetoidy. Okazuje się jednak, że Didymos jest ciekawa sama w sobie, ze względu na specyficzne warunki panujące na jej powierzchni.
Tutaj grawitacja nie wyrabia. Planetoida kręci się tak szybko, że kamienie się od niej odrywają

Oglądając zdjęcia i nagrania wykonane przez astronautów misji Apollo na Księżycu, najbardziej przykuwa uwagę sposób poruszania się astronautów na powierzchni Srebrnego Globu. Przyspieszenie grawitacyjne na równiku Księżyca wynosi zaledwie 0,16 g, dzięki czemu astronauci odziani w masywne skafandry księżycowe z lekkością i łatwością mogą poruszać się po jego powierzchni. Zazwyczaj rozważania na ten temat prowadzą do tego, że sprawdzamy ile byśmy ważyli na powierzchni Marsa, Merkurego, Ceres, Plutona czy superziem krążących wokół licznych gwiazd naszej galaktyki. Można nawet pokusić się o sprawdzenie przyciągania grawitacyjnego na powierzchni mniejszych czy większych planetoid.

W powszechnym przekonaniu przecież planetoida to po prostu mniejsza lub większa kosmiczna skała o nieregularnych kształtach. Zdjęcia planetoid wykonane przez liczne sondy kosmiczne na przestrzeni ostatnich kilku dziesięcioleci wskazują jednak, że czasami mamy do czynienia z planetoidami żelaznymi, czasami ze skalistymi, a czasami po prostu z luźno połączonymi ze sobą aglomeracjami kosmicznego gruzu. Powierzchnia wielu planetoid pokryta jest drobno zmielonym regolitem i głazami. Nie są one jakoś przesadnie zwarte, bowiem niska masa planetoidy oznacza także niskie przyciąganie grawitacyjne na jej powierzchni.

Zbliżając się do planetoidy Dimorphos sonda DART niejako skorzystała z okazji i wykonała trochę obserwacji zarówno swojego celu, jak i obiektu, wokół którego on krąży. Badacze mogli bowiem z bliska zbadać kształt, masę i tempo rotacji planetoidy. Wyniki tych obserwacji były zaskakujące.

Didymos wiruje jak szalona

Obserwacje przeprowadzone przez sondę DART wskazują, że Didymos, planetoida o średnicy 800 metrów wykonuje pełen obrót wokół własnej osi w ciągu zaledwie 2 godzin i 16 minut. Gdyby planetoida była jednolitym głazem, nie miałoby to szczególnego znaczenia. Skoro jednak tak nie jest, to problem jest znacznie poważniejszy.

Astronomowie wskazują bowiem, że Didymos przy tym tempie rotacji znajduje się na granicy stabilności. Oznacza to tyle, że planetoida rotuje na tyle szybko, że w okolicy równika siła odśrodkowa zaczyna dominować nad przyciąganiem grawitacyjnym. Efekt? Skały i pył znajdujące się na powierzchni planetoidy odrywają się od niej, to unoszą się to opadają lub zaczynają krążyć wokół planetoidy. Lżejsze ziarna pyłu mogą nawet całkowicie opuścić układ Didymos-Dimorphos i uciec w przestrzeń międzyplanetarną.

Można zatem powiedzieć, że gdyby hipotetyczny astronauta stanął na powierzchni planetoidy w pobliżu jej równika, to nie tylko by niewiele ważył, co wręcz musiałby się jej trzymać, aby nie odlecieć w przestrzeń kosmiczną.

Skąd takie tempo rotacji?

Wbrew pozorom wirowanie planetoidy nie musi być związane ze zderzeniem z jakimś innym obiektem. Okazuje się bowiem, że to Słońce „rozkręca” je do coraz większej prędkości. Planetoidy charakteryzują się nieregularnym kształtem i tak też nieregularnie ogrzewane są przez Słońce. Strona zwrócona do Słońca nagrzewa się, a gdy znajdzie się w cieniu zaczyna emitować zebrane ciepło w przestrzeń kosmiczną. Takie wypromieniowywanie ciepła związane jest z ciśnieniem promieniowania, które prowadzi do powstania niewielkiej siły skierowanej przeciwnie do kierunku emitowanego ciepła. Po drugiej stronie planetoidy, tam, gdzie powierzchnia dopiero wychodzi z cienia, nie ma ciśnienia promieniowania, które mogłoby tę siłę równoważyć. Z czasem efekt ten ulega kumulacji i prowadzi do stałego skracania okresu obrotu planetoidy wokół własnej osi. Zjawisko to znane jest jako efekt YORP.

Z czasem efekt YORP może doprowadzić do rozerwania szybko rotującej planetoidy. Takie przypadki były już zresztą obserwowane. Didymos także może spotkać taki los, ale z pewnością nie stanie się to w najbliższej przyszłości.

Więcej:planetoidy