Представьте себе скалу шириной более 1,6 мили (2,5 километра). А теперь представьте, что он делает полный оборот каждые 4,18 минуты. За то время, пока вы завариваете чашку чая, эта штука уже не раз крутилась.
Встречайте астероид 491384. Согласно исследованию, опубликованному на сервере препринтов arXiv, это самый большой сверхбыстро вращающийся астероид, когда-либо зарегистрированный. А по обычным правилам оно действительно не должно держаться вместе.
Пушистый астероид
Вот что касается астероидов. Многие из них вовсе не являются сплошными валунами. Считается, что они представляют собой «кучи обломков», рыхлые груды камней, удерживаемые вместе главным образом за счет собственной слабой гравитации. Если покрутить слишком быстро, центробежные силы разбросают детали, как грязь, летящая с велосипедного колеса.
Вот почему астероиды размером более 490 футов (150 метров) почти никогда не совершают оборот менее чем за 2,2 часа. Астрономы называют этот потолок «спиновым барьером».
Астероид 491384 вращается более чем в 30 раз быстрее этого предела.
Итак, когда большой астероид преодолевает этот предел, что-то еще должно удерживать его в целости. Одна из возможностей заключается в том, что материал внутри астероида обладает достаточной внутренней прочностью, чтобы противостоять распаду. Небольшие силы между зернами камня и пылью могут помочь удержать его вместе, хотя астрономы еще не определили его внутреннюю структуру.
Однако до недавнего времени известные демоны скорости представляли собой в основном небольшие околоземные объекты. Именно здесь на помощь приходит обсерватория Веры К. Рубин.
Астероид, который не должен держаться вместе
Исследование, проведенное под руководством Дмитрия Вавилова из Вашингтонского университета, проанализировало второй предварительный просмотр данных Рубина наряду с дополнительными наблюдениями за астероидами и сосредоточилось на двух замечательных объектах.
Первый — 491384. Он совершает оборот каждые 4,18 минуты, а его поперечник составляет примерно 1,57 мили (2,53 километра). Его цвета позволяют предположить, что это астероид C-типа, класс обычно темных, богатых углеродом объектов, с достоверностью классификации 97%. Диаметр также является приблизительным, частично основанным на том, сколько солнечного света, по мнению астрономов, отражает его поверхность.
Второй, астероид 566130, имеет ширину примерно 1,2 мили (два километра) и вращается каждые 5,34 минуты. Это чуть больше пятиминутного интервала, который авторы используют для обозначения «сверхбыстрости», но все равно удивительно для тела такого размера. Требуемая когезионная прочность у него ниже, менее одного мегапаскаля.
Чтобы представить эти цифры в перспективе, авторы сравнивают необходимое сцепление со слегка сцементированным реголитом. Другими словами, эти астероиды могут быть больше похожи на сцементированные обломки, чем на кучи рыхлого гравия.
Тем не менее, исследователи пока не разливают шампанское. Они призывают к последующим наблюдениям, чтобы подтвердить оба периода вращения.
Как вы рассчитываете время вращения камня?
Хитрость заключается в том, чтобы следить за светом. Большинство астероидов имеют комковатую форму и неправильную форму, поэтому количество солнечного света, которое они отражают, меняется по мере их вращения. Отследите ритмическое просветление и затемнение, которое астрономы называют кривой блеска, и вы сможете определить, насколько быстро вращается камень.
Проблема в том, что телескопы, подобные Рубину, ловят каждый астероид только в разрозненные, нерегулярные моменты. Эти пробелы порождают ложные сигналы, включая отголоски цикла день-ночь и кратные истинному периоду. Проверка каждого кандидата на глаз безнадежна, поскольку Рубин рано или поздно увидит миллионы астероидов.
Поэтому Вавилов и его коллеги создали программное обеспечение, которое выполняет проверку автоматически. Он описывает каждую кривую блеска как совокупность волн, сложенных вместе (ряд Фурье), и решает, объект за объектом, сколько волн ему нужно. Когда он не может остановиться на единой скорости вращения, он предлагает короткий список возможностей, а также оценки того, насколько убедительно предпочтительный ответ превосходит альтернативы.
Команда задействовала свое программное обеспечение на 9417 астероидах, имеющих по меньшей мере 80 измерений яркости каждый, используя наблюдения, собранные в период с апреля 2025 года по январь 2026 года. Если принять за чистую монету, необработанные данные показали, что 1487 из них вращались быстрее, чем спиновой барьер, а 899 завершили оборот менее чем за пять минут.
Большинство из них были статистическими миражами. После строгой фильтрации выжило 66 кандидатов на сверхбыстрые ротаторы, в том числе пять сверхбыстрых. Даже тогда 20 все еще несут в себе некоторую двусмысленность.
Такое огромное падение с 1487 явных «демонов скорости» до всего лишь 66 многообещающих кандидатов показывает, как легко астрономов можно обмануть неполными наблюдениями. Именно поэтому новое программное обеспечение имеет почти такое же значение, как и сам астероид-рекордсмен.
Все это было получено в результате простого предварительного просмотра данных. Исследование пространства и времени «Наследие Рубина» стартовало 29 июня 2026 года. Ожидается, что в течение ближайшего десятилетия он сможет наблюдать до пяти миллионов малых тел Солнечной системы.
Авторы надеются, что при дальнейших улучшениях их программное обеспечение сможет автоматизировать исследования астероидов в ходе таких огромных исследований, как это. Это могло бы дать астрономам гораздо более четкое представление о том, как устроены астероиды и насколько быстро они могут вращаться. Это может даже бросить вызов существующим теориям о том, как эти тела формировались и развивались на протяжении истории Солнечной системы.
И если необычное вращение 491384 будет подтверждено, это даст астрономам заманчивую подсказку о том, что может удерживать астероид вместе, когда одной гравитации недостаточно.
