小行星碰撞：裂变团簇和大家庭的物理学

圣保罗州立大学的研究人员确定了碰撞族内部旋转裂变产生的小行星群。

科学家们一直认为裂变星团与碰撞族完全不同。现在，联合国环境规划署附属研究人员进行的一项研究表明，在某些情况下，裂变团簇可能起源于碰撞家庭。

数十亿年前，小行星碰撞导致几百公里远的碎片弹射出并共享相似的轨道。由此产生的群体被称为小行星家族。

其他小行星群是由于旋转裂变而形成的，这种旋转裂变是在快速旋转的物体达到临界旋转速度并分裂成只有几公里的相对较小的碎片时发生的。

科学家们一直认为裂变星团与碰撞族完全不同。但是，现在，在FAPESP支持的项目的主持下，位于瓜拉廷格塔的圣保罗州立大学（UNESP）附属研究人员进行的一项研究表明，裂变团簇在某些情况下可能起源于碰撞家庭。

巴西国家空间研究所（INPE）和圣保罗联邦大学（UNIFESP）以及法国蔚蓝海岸大学的研究人员也参与了这项研究，该研究发表在《自然》杂志上天文学。

“这些发现改变了我们对小行星家族形成方式的理解，”联合国环境规划署教授，该项目主要研究人员瓦莱里奥·卡鲁巴（ValérioCarruba）告诉AgênciaFAPESP。

“人们一直认为，小行星家族是由碰撞引起的，这些碎片可能通过引力或非引力机制演化，并保持大致相同的大小。”现在，我们已经观察到碰撞不是一次性事件，而是可能触发随后形成的其他群体的级联。 Carruba说。

研究人员着手确定碰撞造成的小行星家族内部可能存在的裂变群，并选择了不到500万年前形成的四个年轻的小行星家族：Jones，Kazuya，2001 GB11和Lorre。

使用基于时间反转模拟的小行星族群识别方法，机器学习聚类算法以及由盖亚，欧洲航天局（ESA）望远镜和天文学从太阳系物体观测获得的高质量天体数据（关于轨道位置和运动）任务中，他们在这四个非常年轻的碰撞家庭中发现了几个子群。

他们的分析证实了琼斯家族中的三个第二级或第三级裂变群（占总人口的6.7％），2001年GB11家族中的两个裂变群（6.3％）和洛雷尔家族的两个裂变群（27.3％）。

他们将次要簇定义为由主要碰撞创建并包括母体的较大家族的子集，而第三组是由后续碰撞产生的主要族的子集，并且不包括母体。

发表的研究报告的作者指出，在第二和第三组中，可探测到的裂变团簇从未占一亿年以上小行星家庭总人口的5％以上。

“这可能与形成初级小行星家族的机制有关，”卡鲁巴说。

根据卡鲁巴（Carruba）的说法，小行星家族形成时，它们会包含因碰撞或非引力效应（例如YORP（Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack效应），非热效应）而高速旋转的碎片流。与太阳辐射有关的最大扭矩。

这些碎片最终聚集成仅一次可见的裂变组。他解释说：“在5到1000万年后，它们破裂了，无法再用我们可用的方法检测到。”“过去形成的许多裂变星团不再可被检测到。”

他补充说，在许多碰撞族中，没有估计小行星的自转周期（自转的时间）。他说：“获得旋转数据将帮助我们找出哪些小行星可能是裂变星团的成员。”

参考：V. Carruba，F。Spoto，W。Barletta，S。Aljbaae，Á。法赞达（L.Fazenda）和马丁·B·马丁斯（B.Martins），2019年9月23日，自然天文学。
10.1038 / s41550-019-0887-8