Površina asteroida Benu 50 puta slabija od mlevene kafe

Tim naučnika sa Univerziteta Kolorado u Bolderu objavio je 4. septembra u časopisu Nature Communications novi model koji iz veličine i oblika sitnih čestica jednog asteroida izračunava koliko je taj asteroid čvrst. Primenjen na asteroid Benu, model je pokazao da je zatezna čvrstina njegove površine ispod jednog paskala. Rad, sa DOI 10.1038/s41467-026-75169-4, potpisuje Paul Sančez, viši istraživač saradnik na tom univerzitetu, sa saradnicima. Poenta je praktična: takav podatak ulazi direktno u programe koji simuliraju udar u asteroid, jedini isproban način odbrane Zemlje od takvog tela.

Pitanje kako se mali asteroidi uopšte drže na okupu naučnici prate više od decenije. Svemirske misije su pokazale da tela poput Benua, Rjugua i Itokave nisu čvrsta stena, nego granulasti asteroidi, labavo povezane gomile prašine, kamenja i balvana koje drži sopstvena gravitacija, uz slabe kohezione sile. Sančez i saradnici su još 2010. predložili da tu dodatnu čvrstinu daju Van der Valsove sile između sitnih zrna regolita, površinske prašine i kamenja. Ideja je testirana 2014. na simulacijama sa savršeno okruglim česticama, ali su tada nedostajale dve stvari: simulacije nisu mogle da obrade nepravilan oblik pravih zrna, a jačina kohezije između čestica se pretpostavljala, nije bila izmerena. Drugi deo se promenio 2023, kada je NASA-ina sonda OSIRIS-REx vratila na Zemlju uzorke sa Benua i po prvi put omogućila direktno merenje tih sila.

Umesto da simulira ceo asteroid, tim je modelovao samo mali njegov deo. Napravili su matricu sitnih vezanih zrna zbijenu između dva balvana veličine oko jednog metra, tako da nastane neka vrsta zrnastog mosta, a onda su balvane razdvajali sve dok se most ne raskine. Tačka pucanja daje meru zatezne čvrstine. Urađeno je ukupno 78 takvih simulacija, otvorenim programom za kontaktnu dinamiku LMGC90. Testirana su i okrugla i mnogougaona zrna, deset različitih oblika u rasponu od skoro savršeno okruglih do izduženih, veličine od dva do pet centimetara, u čistim i u mešanim serijama. Pokazalo se da čvrstinu određuju dve stvari zajedno: veličina zrna i njihova sferičnost, dakle koliko oblik odstupa od lopte. Manja i uglastija zrna prave više dodirnih tačaka u istom prostoru, pa je most čvršći.

Kada je taj okvir primenjen na Benu, uz kohezione sile izmerene na donetim uzorcima, dobijena čvrstina površine je ispod jednog paskala. Broj se poklapa sa nezavisnim procenama iz daljinskih merenja i sa onim što je zabeleženo tokom samog uzimanja uzorka 2023. godine.

Zašto je površina Benua tako slaba

Poređenje koje je Sančez izneo u izjavi uz objavljivanje studije jeste ono po čemu je nalaz i prepoznatljiv. “Površina Benua je pedeset puta slabija od toga”, rekao je Sančez, pošto je prethodno naveo da mala cilindrična količina sveže mlevene kafe ima čvrstinu od oko 50 paskala i da se u nju i dalje može zabosti prst. Uzrok, prema njegovim rečima, leži u nedostatku najsitnije prašine. “Ako nema dovoljno sitnih zrna da popune šupljine između krupnijih, nema ni dovoljno kohezionih dodira da ojačaju strukturu”, objasnio je Sančez.

Praktični značaj ovoga je u planetarnoj odbrani. Koliko će se asteroid pomeriti kada ga nešto pogodi zavisi upravo od ovakvih materijalnih parametara, koji su se do sada morali pretpostavljati. NASA je takav udar već isprobala 2022. godine, kada je sonda DART pogodila asteroid Dimorfos. Autori studije navode da njihov okvir, povezan sa veličinom zrna, raspodelom te veličine i poroznošću, daje osnovne parametre za programe koji simuliraju udare u asteroide, jedini isproban metod skretanja takvog tela sa putanje.

Tim najavljuje da će sledeće proširiti model na širi raspon veličina zrna i pokušati da njime opiše i unutrašnjost asteroida, deo do kog nijedna misija do sada nije stigla. To je ujedno i granica ovog nalaza: model je izveden iz simulacije jednog malog isečka strukture, mosta između dva balvana, a ne cele telesne mase, i primenjen je samo na površinski sloj Benua za koji postoje izmerene kohezione sile sa vraćenog uzorka. On ne govori ništa direktno o tome kakva je unutrašnjost tog asteroida ili bilo kog drugog granulastog tela, niti dokazuje kako bi se čitavo telo ponašalo pri stvarnom udaru, samo dostavlja jedan od ulaznih brojeva koji su takvim proračunima do sada nedostajali.