SOMMIGE PLANETOÏDEN OVERLEVEN DOOR HUN GROTE POREUSHEID

In juni 1997 vloog de Amerikaanse ruimtesonde NEAR dicht langs Mathilde. De op aarde ontvangen opnamen lieten zien dat deze 53 kilometer grote planetoïde minstens vijf inslagkraters met een diameter van groter dan 20 kilometer heeft. De grootste heeft zelfs een diameter van ruim 33 kilometer. Sinds die tijd hebben astronomen zich afgevraagd hoe deze planetoïde heel kon blijven na door zoveel projectielen te zijn getroffen. Het ligt meer voor de hand dat de planetoïde hierdoor allang volledig uiteen zou zijn geslagen. De Amerikaan Kevin Housen en zijn collega's laten in Nature van 11 november zien dat een grote poreusheid Mathilde's redding is geweest.

Na de voorbijvlucht van NEAR konden ook de massa en soortelijke dichtheid van Mathilde worden bepaald. Deze laatste bedraagt 1,3 g/cm³ wat impliceert dat de planetoïde een zeer losse en poreuze structuur heeft: meer dan 50 procent bestaat uit lege ruimte. Housen en zijn collega's hebben nu experimenteel bestudeerd wat er gebeurt wanneer zo'n poreus hemellichaam wordt getroffen door een kleiner object. Deze experimenten vonden plaats in een centrifuge. Die maakte het mogelijk om in een sterk gravitatieveld in een poreus materiaal - een mengsel van zand, perliet, vliegas en water - kleine kratertjes te laten ontstaan die kunnen worden `opgeschaald' naar de grote kraters in het zwakke gravitatieveld van een planetoïde.

De experimenten laten zien dat de inslagkraters in het poreuze materiaal hoofdzakelijk door indrukking en verdichting (compactie) ontstaan. Tijdens een inslag wordt vrijwel geen materiaal weggeslingerd, zoals dat wel gebeurt tijdens een inslag op vast gesteente. De zeer geringe hoeveelheid materiaal die er wel ontstond, had zulke geringe snelheden dat het al binnen de krater terugviel. Dit alles zou kunnen verklaren waarom er rond de kraters op Mathilde geen sporen van inslagpuin zijn te zien, waarom de kraters geen verhoogde rand hebben en waarom het ontstaan van een nieuwe krater geen invloed heeft gehad op de vorm van de al aanwezige kraters.

Volgens de astronomen was de dichtheid van Mathilde vroeger waarschijnlijk kleiner dan die van nu. Tijdens iedere botsing met een soortgenoot is het inwendige immers plaatselijk samengedrukt, terwijl de massa niet veranderde. Het ontstaan van de vijf grootste kraters zou de dichtheid met zo'n 20 procent hebben vergroot, zodat die aanvankelijk rond de 1,0 zal hebben gelegen. Omgekeerd zou de dichtheid van Mathilde in de toekomst door verdere botsingen nog wat groter kunnen worden. Dit alles suggereert overigens dat planetoïden van het type van Mathilde veel lijken op (uitgedoofde) komeetkernen, waarvan de structuur en samenstelling wel eens worden vergeleken met die van een vuile sneeuwbal. (George Beekman)

    • George Beekman