Астероид, пораженный космическим кораблем, может «исцеляться» по мере реформирования его поверхности

Удар космического корабля об астероид мог иметь некоторые интересные побочные эффекты.

Согласно анализу столкновения зонда НАСА DART с астероидом Диморфос в сентябре 2022 года, форма крошечного астероида могла измениться. значительно изменился в результате прямого удара.

Это дает некоторые подсказки о том, как вообще образовался астероид, а также позволяет предположить, что предстоящая миссия по исследованию Диморфоса обнаружит не ударный кратер, а аккуратный преобразованная груда космических камней.

Миссия DART – Испытание перенаправления двойного астероида – была одной из задач планетарной безопасности. Ученые хотели посмотреть, смогут ли они изменить курс астероида, протаранив его космическим кораблем. Выбранной целью был Диморфос — небольшой астероид, находящийся на общей орбите с более крупным двойным компаньоном под названием Дидимос. Поскольку орбитальный период двойного объекта был хорошо известен, любые изменения во времени этого периода означали бы, что миссия прошла успешно.

И это был успех: удар оказал гораздо большее влияние на сроки этого периода, чем ожидали ученые. Но миссия DART была первой попыткой человечества сделать нечто подобное; мы не знали, будут ли наблюдаться постоянные эффекты, какими могут быть эти эффекты, что они могут означать для перенаправления астероидов и что, если вообще что-нибудь, они расскажут нам о Диморфосе.

Очевидно, ученые следят за изменениями космического камня. Но команда под руководством ученого-планетолога Сабины Радукан из Бернского университета в Швейцарии применила другой подход. Они взяли смоделированный «Диморфос» и смоделированный космический корабль DART и попытались воспроизвести наблюдаемые эффекты столкновения.

Это включает в себя передачу импульса от космического корабля к астероиду, количество материала, извергнутого из Диморфоса, и форму этого материала. образовался при выбросе в космос, известный как конус выброса.

Для этого им пришлось настроить неизвестные переменные: состав и плотность Диморфоса.

Не все астероиды построены. одинаково. Некоторые из них более плотные, например, куски планет, остановившиеся в своем развитии в результате сильных ударов и разбитые на более мелкие фрагменты. А некоторые из них известны как «кучи обломков», что примерно соответствует их названию: более рыхлые скопления пыли и гальки, которые собрались вместе, но более подвержены разрушению, например, под действием гравитационного напряжения.

Мы уже знали, что и Дидимос, и Диморфос относятся к категории груды обломков. Но воздействие DART может точно сказать нам, из чего состоит Dimorphos.

Радукан и ее коллеги смогли провести моделирование, соответствующее наблюдаемому результату проекта DART. И в этих симуляциях астероид удерживается так слабо, что DART не оставил шрама на поверхности; вместо этого космический корабль вызвал глобальную деформацию и вскрытие поверхности.

Чтобы это произошло, астероид должен представлять собой очень слабую груду обломков; его сила сцепления, как показывают расчеты команды, составляет менее нескольких паскалей. Это очень похоже на астероиды Рюгу и Бенну, оба из которых были посещены космическими кораблями человека для сбора данных и образцов.

Моделирование также показывает, что плотность Диморфоса очень низкая, около 2,4 грамма на куб. сантиметр. Это немного плотнее, чем у Рюгу и Бенну, плотность которых составляет около 1,28 и 1,26 грамма на кубический сантиметр соответственно. Для примера, плотность Земли составляет 5,51 грамма на кубический сантиметр.

Плотность валунов моделируемого диморфоса соответствовала плотности, полученной по данным наблюдений DART.

Эти данные позволяют предположить, что Диморфос может быть астероидным ребенком Дидимоса. Дидимос также представляет собой груду обломков, и мы знаем, что груды обломков часто сбрасывают обломки при вращении благодаря центробежной силе. Согласно этой модели формирования Диморфоса, часть этих обломков остается на орбите Дидимоса; со временем он слипся и превратился в груду обломков, по которой нас ударил космический корабль.

Мы не знаем, правы ли они, пока. Но мы это сделаем. Позже в этом году Европейское космическое агентство запустит миссию «Гера» для изучения Дидимоса и Диморфоса. Если то, что обнаружит Гера, согласуется с моделированием команды, мы будем знать о Диморфосе гораздо больше, чем мы знали.

И это имеет значение не только для нашего понимания продолжающейся эволюции бинарной системы, но и для нашего понимания. астероиды, двойные астероиды, а также то, как мы планируем и выполняем любые предстоящие миссии по перенаправлению астероидов.

«Поскольку космический корабль DART, вероятно, вызвал глобальную деформацию Диморфоса, мы можем сделать вывод, что спутники астероидов аналогичной формы легко меняют форму, а их поверхности относительно молоды», — пишут исследователи в своей статье.

«В целом, результаты этого исследования предоставляют ценную информацию для понимания формирования и характеристик двойных астероидов и послужат основой для будущих исследований и усилий по отклонению астероидов».

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.