Was? Verursachen Asteroiden auch Osteoporose?

Wenn Menschen mit zunehmendem Alter nicht auf die Kalziumergänzung achten, leiden sie an Osteoporose.

Aber haben Sie davon gehört? Viele Asteroiden haben nicht die Dichte von Gestein oder Metallen, die wir uns vorstellen. Tatsächlich sind die meisten Asteroiden „osteoporotisch“ und weisen im Inneren viele Lücken auf. Manche Asteroiden weisen sogar eine Porosität von bis zu 80 % auf.

Die Trümmeroberfläche des Asteroiden Bennu

Tatsächlich sind die meisten Asteroiden keine dichten Einzelgesteine, sondern weisen lose und poröse Strukturen oder sogar Strukturen aus angesammeltem Kies mit nicht zu vernachlässigender Porosität auf. Die Porosität eines Asteroiden wird als der Anteil des Volumens eines Asteroiden definiert, der makroskopisch leer ist. Die Porosität von Asteroiden kann auch den Entstehungsmechanismus von Asteroiden erklären, d. h., eine große Zahl kleiner Gesteinsbrocken bilden durch Gravitationsakkretion allmählich große Asteroiden.

Die Porositätsverteilung von Asteroiden reicht von 0 % bis 80 %. Das Vorhandensein von Asteroidenporosität führt auch dazu, dass die Schüttdichte von Asteroiden erheblich geringer ist als die Partikeldichte. Je höher die Porosität des Asteroiden ist, desto größer ist der Unterschied zwischen Schüttdichte und Korndichte.

Itokawa-Asteroid (Porosität 41 %)

Die Porosität eines Asteroiden spiegelt auch indirekt die Strukturinformationen des Asteroiden wider. Wenn der Asteroid keine Porosität aufweist, hat er eine monolithische Felsstruktur. Wenn die Porosität des Asteroiden 30 % übersteigt, weist er wahrscheinlich eine lockere Schutthaufenstruktur auf. Die Porosität von Itokawa beträgt etwa 41 %, die von Ryugu etwa 58 % und die von Bennu etwa 50 %. Es wird angenommen, dass sie eine Schutthaufenstruktur aufweisen. Die Porosität des Asteroiden Eros beträgt 10–30 % und es wird vermutet, dass es sich um einen einzelnen, zerbrochenen Felsbrocken handelt.

Ryugu-Asteroid (Porosität 58 %)

Bennu (Porosität 50%)

Eros 433 Asteroid (Porosität 10-30 %)

Die „osteoporotischen“ Eigenschaften von Asteroiden haben wichtige Auswirkungen auf die Verteidigung des Planeten.

Erstens haben „osteoporotische“ Asteroiden eine geringere strukturelle Festigkeit und neigen eher dazu, in der Atmosphäre zu zerfallen und zu explodieren, wodurch die Möglichkeit eines direkten Einschlags der Asteroiden auf der Oberfläche verringert wird. Die Hauptschadensform ist die Stoßwellenschädigung. Wenn der Durchmesser des Asteroiden groß genug ist, wird er natürlich trotzdem die Oberfläche treffen.

Zweitens sind die Krater breit und flach, wenn „osteoporotische“ Asteroiden von kinetischer Energie getroffen werden. Wenn ein einzelner Gesteinsasteroid durch kinetische Energie getroffen wird, ist es wahrscheinlicher, dass sich eine tiefe und enge Grube bildet und mehr Spritzer mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen werden. Je mehr Hochgeschwindigkeitsspritzer vorhanden sind, desto besser ist die Abwehrwirkung. Daher sind „osteoporotische“ Asteroiden unter der Voraussetzung gleicher Masse schwieriger abzuwehren. Glücklicherweise ist die Dichte „osteoporotischer“ Asteroiden im Allgemeinen geringer. Beispielsweise beträgt die Dichte der Asteroiden Ryugu/Bennu 1,2 Gramm pro Kubikzentimeter. Unter gleichen Helligkeitsbedingungen ist auch ihre Masse geringer.

Am 5. April 2019 setzte Hayabusa 2 einen Mikroimpaktor frei, der eine 2 Kilogramm schwere Kupferplatte auf etwa 2 Kilometer pro Sekunde beschleunigte und schließlich einen Einschlagkrater mit einem Durchmesser von etwa 17 Metern und einer Tiefe von etwa 3,5 Metern auf der Oberfläche des Asteroiden Ryugu bildete. Gleichzeitig wurde festgestellt, dass sich in der Mitte der Grube eine zentrale Grube mit einem Durchmesser von etwa 3 Metern und einer Tiefe von etwa 0,6 Metern befand. Es zeigt auch, dass Asteroiden eine geschichtete Struktur haben können, wobei sich die Oberflächenporosität von der inneren Porosität unterscheidet.

Und schließlich zerbrechen osteoporotische Asteroiden bei hohen Einschlägen eher in Stücke, was ihre Zerstörung erleichtert.

Die obige Analyse ist noch qualitativer Natur und es bedarf weiterer theoretischer und numerischer Studien zu den Auswirkungen der Porosität auf die Wirksamkeit der Planetenverteidigung.

„Osteoporose“ würde auch den wirtschaftlichen Wert von Asteroiden verringern. 16 Psyche ist ein Asteroid vom Typ M im Asteroidengürtel. Nach früheren Schätzungen bestehen 96 Prozent des Asteroiden aus Eisen und Nickel, und der Gesamtwert der Ressourcen beträgt über 100 Billionen US-Dollar. Psyche wurde 1852 von italienischen Astronomen entdeckt. Es ist der 16. im Sonnensystem entdeckte Asteroid. Sein Durchmesser beträgt etwa 226 Kilometer, was der Luftlinienentfernung von Nanjing nach Hangzhou entspricht.

Bei dem Asteroiden handelt es sich vermutlich um den Kern eines Planetenembryos, dessen Mantel und Kruste durch den Aufprall abgetragen wurden. Ursprünglich hätte sich im Asteroidengürtel ein großer Planet befinden sollen, doch da Jupiter zu „gierig“ war, reichte das Material nicht aus, damit sich aus dem Planetenembryo ein großer Planet entwickeln konnte.

Da der Erdkern extrem tief unter der Erde liegt, ist der Mensch noch nicht in der Lage, ihn direkt zu entdecken. Die Erforschung von Psyche könnte für den Menschen eine äußerst seltene Gelegenheit darstellen, den Kern eines Planeten zu erforschen, was für die Erforschung der Entstehung und Entwicklung großer Planeten von entscheidender Bedeutung ist.

Die NASA plant, im Jahr 2022 eine Raumsonde zur Erkundung von Psyche zu starten. Man geht davon aus, dass diese im Jahr 2026 bei Psyche eintreffen wird, um wissenschaftliche Erkundungen durchzuführen.

Einer aktuellen Studie zufolge haben Forscher der University of Arizona jedoch herausgefunden, dass die Porosität von Psyche bis zu 35 % betragen könnte, was die kritische Porosität für Schutthaufen-Asteroiden übersteigt. Im Gegensatz zur bisherigen Annahme, dass es sich bei Psyche um einen festen Planetenkern handelt, ist es wahrscheinlicher, dass es sich um einen Asteroiden wie Bennu handelt, der nur aus Trümmern besteht.

Die Porosität von 35 % lässt darauf schließen, dass der Mineralgehalt etwa 35 % geringer ist als bisher geschätzt. Nach Schätzungen von Forschern der University of Arizona besteht es zu 80 % aus Metall, zu 7 % aus eisenarmem Pyroxen und zu 10,5 % aus kohlenstoffhaltigem Chondrit. Dies ist weit entfernt von der vorherigen Schätzung, dass es zu 96 % aus Eisen und Nickel besteht.

In diesem Fall befürchte ich, dass sein wirtschaftlicher Wert erheblich sinken wird.