В августе 2008 года в журнале Nature вышла работа, которая заставила иначе взглянуть на небесные камни, падающие нам на головы. Группа астрономов под руководством Пьера Вернацца (Pierre Vernazza) обнаружила, что метеориты, найденные на Земле, и астероиды, сближающиеся с нашей планетой, — это, по сути, два разных «народа». И разница между ними не случайна: её породил эффект, предсказанный российским инженером ещё в XIX веке.

Загадка двух популяций

Астрономы давно замечали нестыковку. Среди околоземных астероидов — тех, чьи орбиты проходят опасно близко к нашей, — около двух третей относятся к классу LL-хондритов. Это каменистые тела, богатые минералом оливином и относительно бедные железом. А вот среди метеоритов, которые долетают до поверхности Земли, доля LL-хондритов — всего 8%. Остальное — железные, каменные и смешанные составы. Долгое время такое расхождение можно было списать на статистическую погрешность, но к 2008 году данных накопилось столько, что игнорировать его стало невозможно. Вернацца и его коллеги решили: пора искать объяснение.

И нашли его в эффекте Ярковского.

Толчок от Солнца

Иван Ярковский, российский инженер, ещё в конце 1800-х годов описал любопытное явление. Вращающийся астероид нагревается Солнцем неравномерно: утренняя сторона холоднее вечерней, которая дольше находилась под лучами. Тепловое излучение, исходящее от поверхности, создаёт крошечную, но постоянную силу. Если астероид вращается в ту же сторону, что и движется по орбите, эта сила его подталкивает; если в обратную — тормозит. Так орбита медленно, но верно меняется.

Главное тут — размер. Чем меньше тело, тем сильнее на него действует эффект Ярковского. У маленького булыжника отношение площади поверхности к массе огромно: сила толкает его, а инерция почти не сопротивляется. У крупного астероида всё наоборот — он слишком массивен, чтобы заметно сдвинуться с места.

Путешествие из пояса

Вернацца и его команда показали: именно эта разница в чувствительности к эффекту Ярковского и разделила две популяции.

Метеориты, падающие на Землю, — это в основном мелкие обломки, размером с булыжник и меньше. За миллиарды лет существования Солнечной системы эффект Ярковского способен вытолкнуть такие крохи из любой точки главного пояса астероидов — того самого, что лежит между орбитами Марса и Юпитера. Они постепенно меняют орбиту, дрейфуют внутрь Солнечной системы и в конце концов могут пересечься с Землёй. Поэтому метеориты приходят к нам со всего пояса — отсюда и пёстрый состав.

С околоземными астероидами история иная. Это тела покрупнее, и эффект Ярковского для них — не двигатель, а так, лёгкий ветерок. Самостоятельно выбраться из глубин пояса они не могут. Единственный шанс — родиться на самом его внутреннем краю, где достаточно небольшого возмущения орбиты, чтобы гравитационные резонансы с крупными планетами, в первую очередь с Юпитером, вышвырнули астероид ближе к Солнцу. Похоже, что большинство сближающихся с Землёй астероидов когда-то были частью одного крупного тела, которое сформировалось во внутренней части пояса на заре Солнечной системы, а потом разрушилось. Вот почему среди них так много LL-хондритов — они унаследовали состав того самого прародителя.

Практический аспект

Разница в составе — не просто академический курьёз. Если мы когда-нибудь обнаружим астероид, летящий к Земле, стратегия защиты будет зависеть от того, из чего он сделан. Железный монолит, каменная глыба или рыхлая груда щебня — для каждого случая нужен свой метод отклонения или разрушения. Информация о физических свойствах объекта становится критичной. И теперь мы знаем: сближающиеся астероиды — это не случайная выборка из пояса, а особая группа со своей историей. Не стоит ожидать, что они будут похожи на метеориты, которые мы изучаем в лабораториях.

Так эффект, предсказанный российским инженером более ста лет назад, не только объяснил давнюю загадку, но и напомнил: космические камни, даже падая с неба, рассказывают о своих путешествиях длиной в миллиарды лет. И слушать их стоит внимательно.