Un tema popular en las películas es el de un asteroide entrante que podría extinguir la vida en el planeta, y nuestros héroes son lanzados al espacio para volarlo. Pero los asteroides entrantes pueden ser más difíciles de romper de lo que los científicos pensaban anteriormente, encuentra un JohnsEstudio de Hopkins que utilizó una nueva comprensión de la fractura de roca y un nuevo método de modelado por computadora para simular colisiones de asteroides.
Los resultados, que se publicarán en la edición impresa del 15 de marzo de Ícaro puede ayudar en la creación de estrategias de impacto y desviación de asteroides, aumentar la comprensión de la formación del sistema solar y ayudar a diseñar los esfuerzos de extracción de asteroides.
"Solíamos creer que cuanto más grande era el objeto, más fácilmente se rompería, porque los objetos más grandes tienen más probabilidades de tener fallas. Nuestros hallazgos, sin embargo, muestran que los asteroides son más fuertes de lo que solíamos pensar y requieren más energía paraquedar completamente destrozado ", dice Charles El Mir, un recién graduado de doctorado del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Johns Hopkins y primer autor del artículo.
Los investigadores entienden los materiales físicos como rocas a escala de laboratorio aproximadamente del tamaño de su puño, pero ha sido difícil traducir esta comprensión a objetos del tamaño de una ciudad como los asteroides. A principios de la década de 2000, un equipo de investigación diferente creó una computadoramodelo en el que ingresan varios factores, como la masa, la temperatura y la fragilidad del material, y simulan un asteroide de aproximadamente un kilómetro de diámetro golpeando de frente en un asteroide objetivo de 25 kilómetros de diámetro a una velocidad de impacto de cinco kilómetros por segundo.sugirió que el asteroide objetivo sería completamente destruido por el impacto.
En el nuevo estudio, El Mir y sus colegas, KT Ramesh, director del Hopkins Extreme Materials Institute y Derek Richardson, profesor de astronomía en la Universidad de Maryland, entraron en el mismo escenario en un nuevo modelo de computadora llamado Tonge-Rameshmodelo, que explica los procesos más detallados y de menor escala que ocurren durante una colisión de asteroides. Los modelos anteriores no explicaban adecuadamente la velocidad limitada de las grietas en los asteroides.
"Nuestra pregunta era, ¿cuánta energía se necesita para destruir realmente un asteroide y romperlo en pedazos?", Dice El Mir.
La simulación se separó en dos fases: una fase de fragmentación a corto plazo y una fase de reacumulación gravitacional a largo plazo. La primera fase consideró los procesos que comienzan inmediatamente después de golpear un asteroide, procesos que ocurren dentro de fracciones de segundo.segundo, la fase de escala de tiempo larga considera el efecto de la gravedad en las piezas que vuelan de la superficie del asteroide después del impacto, con la reacumulación gravitacional que ocurre durante muchas horas después del impacto.
En la primera fase, después de que el asteroide fue golpeado, se formaron y agitaron millones de grietas en todo el asteroide, partes del asteroide fluyeron como arena y se creó un cráter. Esta fase del modelo examinó las grietas individuales y predijo patrones generalesde cómo se propagan esas grietas. El nuevo modelo mostró que el asteroide completo no se rompe por el impacto, a diferencia de lo que se pensaba anteriormente. En cambio, el asteroide impactado tenía un núcleo dañado grande que luego ejerció una fuerte atracción gravitacional sobre los fragmentos en el segundofase de la simulación.
El equipo de investigación descubrió que el resultado final del impacto no era solo una "pila de escombros", una colección de fragmentos débiles unidos por la gravedad. En cambio, el asteroide impactado retuvo una fuerza significativa porque no se había agrietado por completo, lo que indicaque se necesitaría más energía para destruir los asteroides. Mientras tanto, los fragmentos dañados ahora se redistribuyeron sobre el núcleo grande, brindando orientación a aquellos que quieran extraer asteroides durante futuros proyectos espaciales.
"Puede sonar a ciencia ficción, pero una gran cantidad de investigación considera las colisiones de asteroides. Por ejemplo, si hay un asteroide viniendo a la tierra, ¿es mejor dividirlo en pedazos pequeños o empujarlo a una dirección diferente? Ysi es lo último, ¿con cuánta fuerza deberíamos golpearlo para alejarlo sin que se rompa? Estas son preguntas reales en consideración ", agrega El Mir.
"Nos afectan con bastante frecuencia los pequeños asteroides, como en el caso de Chelyabinsk hace unos años", dice Ramesh. "Es solo cuestión de tiempo antes de que estas preguntas pasen de ser académicos a definir nuestra respuesta a una amenaza importante"Necesitamos tener una buena idea de lo que debemos hacer cuando llegue ese momento, y los esfuerzos científicos como este son críticos para ayudarnos a tomar esas decisiones".
Este trabajo fue financiado por el Instituto Virtual de Investigación de Exploración del Sistema Solar de la NASA a través del Acuerdo de Cooperación NNA14AB02A.
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Materiales proporcionado por Universidad Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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