РАЗРУШЕНИЕ МАЛЫХ СИЛИКАТНЫХ ТЕЛ ТЕПЛОВЫМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ. ТЕПЛОВАЯ ЭМИССИЯ ПРОДУКТОВ РАЗРУШЕНИЯ

Аннотация

В работе исследуется влияние тепловых напряжений на разрушение малых каменных тел -метеороидов и астероидов — при их сближении с Солнцем. На основе аналитического решения уравнения тепловой диффузии рассчитаны температурные профили и механические напряжения, возникающие из-за температурных градиентов в различных силикатных материалах: базальте, углеродистых и обычных хондритах, а также горных породах и минералах.Установлено, что степень нагрева и характер термических напряжений зависят от размера тел: метеороиды менее 10 см прогреваются равномерно, а у тел более 10 м нагрев ограничен приповерхностными слоями. Расчёты выполнены для тел, движущихся от расстояния 86 а.е. (внешняя Солнечная система) до 0.03 а.е. (7 радиусов Солнца). 

Определены критические расстояния разрушения:базальтовые тела -  от 0.03 до 2.5 а.е. (Солнце – Главный пояс астероидов),углеродистые хондриты — до 2 а.е. (до орбиты Марса),обычные хондриты — до 1 а.е. (до орбиты Земли), горные породы и минералы устойчивы до температур порядка 1000 K (≈ 0.17–0.2 а.е., между Солнцем и Меркурием). Малые тела (до 10 м) могут разрушаться в зоне между орбитами Марса и Меркурия, образуя пылевые оболочки. Более крупные тела также термически дестабилизируются: углеродистые хондриты (~40 м) и базальты (~80 м) — вблизи орбиты Земли, обычные хондриты (10–50 м) — между орбитами Венеры и Земли. Крупные тела (более 100 м) разрушаются ближе к Солнцу, создавая пылевые облака, которые можно наблюдать в оптическом и инфракрасном диапазонах.

Основными источниками тел являются Главный пояс астероидов и пояс Койпера. Работа подчёркивает значимость термических процессов в эволюции и наблюдаемости малых тел Солнечной системы.