«Раньше мы полагали, что чем больше объект, тем легче его сломать, потому что более крупные объекты с большей вероятностью имеют недостатки. Однако новые результаты показывают, что астероиды сильнее, чем мы привыкли думать, и для их разрушения потребуется намного больше усилий», – Чарльз Эль Мир, недавний выпускник аспирантуры факультета машиностроения Университета Джона Хопкинса и первый автор статьи.
«Это может звучать как научная фантастика, но большая часть исследований всерьез рассматривает столкновения с астероидами. Например, если к Земле приближается астероид, стоит ли нам его разбить на мелкие кусочки или подталкивать, чтобы задать ему другое направление? Это лишь вопрос времени, когда эти вопросы перейдут от академической сферы в серьезную угрозу. Мы должны иметь четкое представление о том, что мы должны делать, когда наступит это время, и научные усилия, подобные этому, имеют решающее значение для принятия этих решений», –
добавляет Эль Мир.
В начале 2000-х годов другая исследовательская группа создала компьютерную модель, в которую они вводили различные факторы: масса, температура и хрупкость материала, и смоделировала астероид диаметром около километра, сталкивающийся с целевым астероидом диаметром 25 километров со скоростью удара пять километров в секунду. Их результаты показали, что целевой астероид будет полностью разрушен в результате удара.
В новом исследовании ввели тот же сценарий в новую компьютерную модель, которая учитывает более мелкомасштабные процессы, которые происходят во время столкновения астероида. Предыдущие модели, например, не учитывали ограниченную скорость трещин в астероидах.
Моделирование было разделено на две фазы: кратковременная фаза фрагментации и длительная фаза гравитационной реактумуляции. На первом этапе рассматривались процессы, которые начинаются сразу после удара астероида, процессы, которые происходят за доли секунды. Вторая фаза, рассчитанная на длительный период времени, учитывает влияние силы тяжести на части, которые вылетают с поверхности астероида после удара, а гравитационная рекумуляция происходит в течение многих часов после удара.
На первом этапе, после того, как астероид был поражен, на нем образовались миллионы трещин, части астероида рассыпались, как песок, и образовался кратер. На этом этапе модели изучались отдельные трещины и прогнозировались общие закономерности распространения этих трещин. Новая модель показала, что весь астероид не был сломан ударом, в отличие от того, как считалось ранее. Вместо этого на нем, было большое поврежденное ядро, которое затем оказывало сильное гравитационное воздействие на фрагменты во второй фазе моделирования.
Исследовательская группа обнаружила, что подвергшийся воздействию астероид сохранил значительную прочность, поскольку он не раскололся полностью, что указывает на то, что нужно больше энергии для уничтожения астероидов.