Europska svemirska misija Gaia otkrila je zašto neki asteroidi mirno rotiraju oko svoje osi, dok drugi kaotično rotiraju kroz svemir, te što određuje brzinu njihova okretanja. Odgovor leži u broju sudara koje su doživjeli tijekom svoje povijesti. Ova otkrića, predstavljena na skupu EPSC-DPS2025 u Helsinkiju, temelje se na podacima misije Gaia i omogućuju novi način određivanja fizičkih svojstava asteroida, informacija presudnih za uspješno skretanje asteroida koji prijete sudarom sa Zemljom.
Kako napredni modeli i umjetna inteligencija otkrivaju tajne rotacije asteroida
“Zahvaljujući jedinstvenim podacima misije Gaia, naprednim modelima i alatima umjetne inteligencije, uspjeli smo razotkriti fizikalne zakone koji upravljaju rotacijom asteroida i dobiti uvid u unutrašnjost ovih drevnih tijela”, izjavio je dr. Wen-Han Zhou sa Sveučilišta u Tokiju, koji je rezultate predstavio na skupu EPSC-DPS2025.
Tijekom sistematskog snimanja neba, misija Gaia prikupila je golemu količinu podataka o rotacijama asteroida na temelju njihovih krivulja sjaja – grafičkih prikaza koji pokazuju kako se intenzitet reflektirane svjetlosti mijenja dok se asteroid okreće. Kada se ti podaci prikažu na grafu koji povezuje razdoblje rotacije s promjerom asteroida, uočava se nešto neobično – praznina koja dijeli dvije različite skupine asteroida.
Znanstveni rad koji je vodio Zhou sada je objasnio tu prazninu i riješio dugogodišnje zagonetke o rotaciji asteroida.
“Razvili smo novi model koji opisuje kako se rotacija asteroida mijenja kroz vrijeme, uzimajući u obzir dva suprotstavljena procesa: sudare u asteroidnom pojasu koji pokreću kaotičnu rotaciju, te unutarnje trenje koje postupno vraća asteroid u stabilnu rotaciju oko jedne osi”, objasnio je Zhou. “Kada se ta dva procesa izjednače, nastaje prirodna granica koja dijeli populaciju asteroida.”
Primjenom strojnog učenja na Gaiin katalog asteroida i usporedbom rezultata s predviđanjima modela, Zhouova skupina utvrdila je da se položaj praznine gotovo savršeno podudara s modelom.
Ispod praznine su asteroidi s kaotičnom rotacijom i razdobljima kraćim od 30 sati, dok su iznad nje brži asteroidi koji se pravilno okreću oko jedne osi.
Desetljećima su astronomi pokušavali objasniti zašto toliko asteroida rotira kaotično umjesto da se okreću oko jedne osi, te zašto je kaotična rotacija češća kod manjih asteroida.
Zhouovo istraživanje pokazuje da su ključni sudari i utjecaj sunčeve svjetlosti. Kaotična rotacija najčešće nastaje kod asteroida koji se sporo okreću. Takvi asteroidi osjetljiviji su na sudare koji ih mogu gurnuti u kaotičnu rotaciju.
Očekivalo bi se da bi suptilna sila sunčeve svjetlosti trebala zaustaviti kaotičnu rotaciju i ubrzati okretanje asteroida. Površina asteroida apsorbira sunčevu toplinu i zatim je zrači u različitim smjerovima. Emitirani fotoni stvaraju sićušan potisak koji se s vremenom akumulira i, ovisno o asteroidu, može ubrzati ili usporiti rotaciju. Kod asteroida koji se pravilno okreće oko jedne osi, smjerovi apsorpcije i emisije svjetlosti ostaju konstantni, što omogućuje da se učinak potiska pojačava.
Kod asteroida s kaotičnom rotacijom, međutim, učinak sunčeve svjetlosti znatno je slabiji. Zbog kaotičnog okretanja, različiti dijelovi površine neprestano apsorbирaju i emitiraju toplinu. Umjesto konzistentnog potiska u jednom smjeru, učinci se međusobno poništavaju. Zbog toga asteroidi s kaotičnom rotacijom iznimno sporo mijenjaju način okretanja i ostaju “zarobljeni” u zoni spore rotacije ispod praznine vidljive u Gaiinim podacima.
Praktična primjena: uvid u unutarnju strukturu i obrana od opasnih asteroida
Ovo otkriće ima važnu praktičnu primjenu. Povezivanjem čvrstoće unutarnje strukture asteroida s načinom rotacije, znanstvenici mogu zaključivati o unutarnjim svojstvima asteroida. Podaci misije Gaia potvrđuju da su asteroidi uglavnom labavo povezane nakupine krhotina ispunjene šupljinama i prekrivene debelim slojem prašnjavog regolita.
Poznavanje unutarnje strukture asteroida ključno je i za planiranje obrane od potencijalno opasnih asteroida. Asteroid sastavljen od labavo povezanih krhotina reagirao bi na kinetički udar, poput onog NASA-ine misije DART, potpuno drugačije nego kompaktan, čvrst asteroid. Ova otkrića omogućit će astronomima da sastave detaljan katalog unutarnjih struktura potencijalno opasnih asteroida, što može biti presudno za uspješno skretanje njihove putanje.
“Nadolazeći pregledi neba, poput Legacy Survey of Space and Time (LSST) opservatorija Vera C. Rubin, omogućit će nam primjenu ove metode na milijune dodatnih asteroida i produbiti razumijevanje njihove evolucije i sastava”, zaključio je Zhou.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
