17. Мешок гравия

Команда аппарата OSIRIS-REx ждала, что пробоотборник упрётся в астероид Бенну, как лопата в каменистую землю. Двадцатого октября 2020 года аппарат опустил на астероид длинную руку, и головка на её конце ушла вниз примерно на полметра, почти не встретив сопротивления. Через несколько секунд включились двигатели, аппарат отошёл, а на месте касания осталась воронка шириной в несколько метров. Без этого отхода, как потом объяснили в NASA, он продолжал бы погружаться. Учёные миссии сравнили поверхность Бенну с детским бассейном, полным пластиковых шариков: шагни в него, и нога уйдёт вниз, не найдя опоры.

Бенну обманывал ожидания не один раз. Издалека, по тому, как он нагревается и остывает, решили, что его поверхность похожа на пляж из мелкой гальки. Аппарат прилетел и увидел поле валунов, среди которых еле нашёлся пятачок для касания. Потом заметили, что астероид сам время от времени выстреливает камешки. А когда пересчитали силы, которые ощутил аппарат, стало ясно: верхний слой Бенну — насыпь обломков почти без сцепления, и прижать их друг к другу нечем, потому что тяжести там почти нет. Бенну не камень. Это мешок камней, и мешка у него нет.

Собран он из того, что прошлые главы разбросали по Галактике. Из атомов, выброшенных умиравшими звёздами, сложились минеральные пылинки, такие мелкие, что их не разглядеть в школьный микроскоп, а в холодном облаке газа они обросли ледяной корочкой. Потом облако сплющилось в диск, и пылинки закружили вокруг молодой звезды вместе с газом.

Пылинки в диске слипаются не тяжестью, её у них почти нет. Их держат те же слабые силы, из-за которых пыль липнет к экрану: электрические заряды и притяжение молекул в точке касания, а за снеговой линией ещё и лёд. В 2003 году астронавт Дон Петтит на космической станции встряхнул пластиковый пакет с солью. На Земле соль осела бы на дно. В невесомости крупинки почти сразу сами собрались в комочки, без клея и без воды. Держало их, судя по всему, статическое электричество. Так, скорее всего, и начинается путь пыли к планете: липкие хлопья, потом камешки размером с горошину.

Дальше рост упирается в стену, и строит её тот самый встречный ветер медленного газа. Пылинку он просто несёт, горы не замечает, а тело размером около метра тормозит так сильно, что на месте Земли оно упало бы на звезду примерно за сто лет, быстрее, чем успело бы вырасти. Как тела перескакивают этот метровый барьер, пока не решено. Одни думают, что росли рыхлые, почти пустые хлопья: газ несёт их, как пылинки, и они успевают вырасти, не упав на звезду. Другая идея похожа на велогонку: камешки, сбившиеся в кучку, меньше страдают от ветра и подбирают отставших, кучка густеет, пока не схлопнется собственной тяжестью сразу в тело крупнее любой земной горы.

Довод в пользу второй идеи нашёл аппарат New Horizons в первый день 2019 года, далеко за Нептуном. Ледяной Аррокот длиной меньше марафонской дистанции оказался двумя сплюснутыми телами, которые соприкоснулись со скоростью пешехода и так и остались вместе, а следов сильных ударов на нём нет. Так мягко сойтись могли соседи, родившиеся в одном сжимающемся облаке камешков.

Выросшее тело впервые держит собственная тяжесть. Пылинку держала липкость, валун держит прочность камня. Груда щебня держится только слабым общим притяжением всех своих обломков, и у неё появляются свойства, которых нет ни у одного из них. Около половины объёма Бенну — пустота, поэтому каменная гора весит чуть больше такой же горы воды. Большие груды почти никогда не вращаются быстрее, чем раз в два с небольшим часа: раскрути сильнее, и гравий на экваторе слетит, как с карусели, потому что его ничто не держит, кроме собственного веса. Маленькие цельные глыбы вертятся за минуты, их держит прочность.

Такая гора и на удар отвечает как сыпучее тело: может разлететься и собраться снова. Сам Бенну, скорее всего, слипся заново из обломков тела покрупнее, разбитого столкновением. Осенью 2022 года аппарат DART размером с холодильник врезался в Диморф, маленькую луну астероида Дидим. Цельная скала отделалась бы толчком и неглубокой ямкой. Диморф выплеснул облако щебня, как куча гравия под лопатой, и отдача от выброшенных обломков толкнула его сильнее, чем сам аппарат. Его оборот вокруг Дидима стал короче на полчаса с лишним, а сам он изменил форму.

Появляется и ещё одно умение: тело растёт само. Оно притягивает соседей, и чем оно больше, тем быстрее их собирает, так что крупные обгоняют мелких и рост идёт лавиной. Между Марсом и Юпитером эту лавину сорвал Юпитер: его тяжесть раскачала орбиты, и камни стали сталкиваться слишком быстро, чтобы слипаться. Поэтому пояс астероидов не обломки погибшей планеты, а недособранный черновик. Весь он, слепленный в один комок, весил бы во много раз меньше Луны, и корабль, пролетая сквозь него, почти наверняка не увидел бы глазом ни одного камня.

На этом узле сходятся ветви дерева: твёрдое тело дало минералы, из которых сделаны пылинки, а диск дал место, где они встретились, и ветер, против которого им пришлось расти. Пояса астероидов и кометы не новый порядок, а остатки той же стройки, брошенные на полпути. Дорог отсюда две. Обломок не обязательно прилипает к соседу: он может и кружить вокруг него, как Диморф кружит вокруг Дидима, и эта боковая ветвь ведёт к спутникам и кольцам. Другая дорога идёт вверх, к телам, которые продолжают расти.

Такую груду тяжесть держит, но смять не может: камень прочнее, и тело сохраняет случайную форму волчка, снеговика или просто бесформенного кома. Среди крупнейших тел пояса астероидов попадаются мятые комки в сотни километров поперёк. Попадаются и тела, которые снаружи почти не отличить от шара.