Gaia-uppdraget avslöjar orsaker till snurrande asteroider
Forskare som använder data från Europeiska rymdorganisationens Gaia-uppdrag har förklarat varför vissa asteroider snurrar kaotiskt medan andra roterar stabilt, och kopplat det till kollisionsfrekvens. Resultaten, som presenterades vid den gemensamma EPSC-DPS2025-mötet i Helsingfors, visar ett gap i rotationshastigheter som delar asteroidpopulationer och indikerar att de flesta är lösa grushögar. Detta kan förbättra strategier för att avleda farliga asteroider.
Europeiska rymdorganisationens Gaia-uppdrag har gett oöverträffade insikter i asteroiders beteende genom att analysera ljuskurvor från sin himmelsundersökning. Dessa kurvor spårar hur ett asteroids reflekterade ljus förändras när det roterar, och avslöjar rotationsperioder och mönster. När de plottas mot asteroidens diameter visar data ett tydligt gap som separerar två grupper: långsamt snurrande asteroider med perioder under 30 timmar under gapet, och snabbare, stabila roterare ovanför det.
Dr. Wen-Han Zhou vid University of Tokyo, som ledde studien under sin tid vid Observatoire de la Côte d'Azur i Frankrike, presenterade resultaten vid det gemensamma EPSC-DPS2025-mötet i Helsingfors. Hans team utvecklade en modell som balanserar kollisioner i asteroidbältet, som inducerar snurr, mot intern friktion som återställer stabil rotation. "Vi byggde en ny modell för asteroidrotationens utveckling som tar hänsyn till dragkampen mellan två nyckelprocesser, nämligen kollisioner i Asteroidbältet som kan skaka asteroider till ett snurrande tillstånd, och intern friktion som gradvis jämnar ut deras rotation tillbaka till stabil rotation," förklarade Zhou. "När dessa två effekter balanseras skapar de en naturlig skiljelinje i asteroidpopulationen."
Maskininlärning tillämpad på Gaias asteroidkatalog bekräftade modellens förutsägelser. Kollisioner startar ofta snurr i långsamt roterande asteroider, medan YORP-effekten från solljus accelererar släta roterare men har en dämpad inverkan på snurrare på grund av deras kaotiska rörelse. Analysen stödjer asteroider som grushögar med hålrum och dammig regolit, snarare än solida kroppar.
Denna förståelse har implikationer för planetförsvar. En grushög skulle reagera annorlunda på träffar som NASAs DART-uppdrag jämfört med en stel asteroid. Zhou noterade: "Genom att utnyttja Gaias unika datamängd, avancerad modellering och AI-verktyg har vi avslöjat den dolda fysiken som formar asteroidrotation och öppnat ett nytt fönster in i interiörerna hos dessa forntida världar." Framtida undersökningar, som Vera C. Rubin-observatoriets LSST, skulle kunna utöka detta till miljontals fler asteroider.