В 2022 году зонд DART столкнулся с Диморфом, спутником астероида Дидим. Ученые хотели проверить, можно ли сбить с траектории небольшое, но потенциально опасное для нашей жизни космическое тело. Оказалось, DART не только изменил орбиту маленького объекта, но и полностью его «переворошил».
Разлетевшаяся после удара аппарата DART материя Диморфа (выше и левее), спутника астероида Дидим (ниже и правее). Снимок обработан, ученые выровняли на нем яркость разлетевшейся материи / © ASI, NASA, APL
Астрономы и другие ученые внимательно следили за намеренным столкновением зонда DART с Диморфом в 2022 году. Инструменты шести кубсатов миссии LICIACube наблюдали за системой вблизи в первые минуты после события, а земные и космические телескопы регистрировали последствия столкновения на протяжении многих недель.
Так удалось собрать немало данных. Мы точно знаем место и угол столкновения, а также то, что орбитальный период Диморфа вокруг астероида Дидима сократился на 33 минуты от исходных 11 часов и 55 минут. Кубсаты засняли сложную структуру материи, разлетевшейся «нитями» на многие километры от места падения DART.
Тем не менее масса, плотность, свойства поверхности и внутренняя структура Диморфа остаются предметом исследований. Невозможно было измерить их напрямую инструментами самого DART или кубсатов LICIACube. Чтобы успешно отклонять потенциально опасные астероиды, ученым необходимо знать эти параметры.
К тому же, изучив систему Дидима, мы будем лучше понимать эволюцию и свойства подобных космических тел. Напомним, что всего треть века назад существование спутников у астероидов считалось невозможным, поскольку не были известны даже теоретические механизмы, способные обеспечить их возникновение.
Поэтому международная группа ученых построила компьютерные модели столкновения DART с Диморфом для разных параметров свойств материи и внутренней структуры этого космического тела. Кстати, они использовали код Bern SPH, с помощью которого в рамках миссии «Хаябуса-2» моделировали сброс импактора по сбору образцов грунта с астероида Рюгу.
Сопоставив результаты симуляций с данными наблюдений, исследователи сделали вывод, что Диморф чрезвычайно «рыхлый». Сила сцепления его грунта и камней — ниже 50 паскалей, как у астероидов Рюгу и Бенну. Объемная плотность Диморфа — меньше предполагаемых 2,4 тысячи килограммов на кубический метр. А значит, он еще более пористый, чем думают ученые.
Суммарный объем крупных булыжников диаметром более 2,5 метра не превышает 40%, по крайней мере, вблизи поверхности. И это совпадает с тем, что мы увидели на последних снимках, сделанных зондом DART перед столкновением.
Как видно в моделировании, при такой структуре на поверхности Диморфа не мог образоваться кратер от падения зонда DART. Вместо этого деформировалось и «перемешалось» все тело.
По оценке авторов работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy, это привело к изменению гравитационного взаимодействия Диморфа и астероида Дидима, добавив от нескольких секунд до нескольких минут к итоговому сокращению орбитального периода спутника.
Судя по рыхлой структуре, Диморф образовался из материи, «сброшенной» Дидимом из-за собственного вращения или в результате столкновения с другим телом. Подобный механизм образования спутников у астероидов и планет ранее уже предполагался физиками и астрономами. В таких условиях Диморф мог образоваться за считаные дни. Впрочем, на это могло уйти и несколько лет. Главное, это означает, что в других подобных системах спутники астероидов могут легко менять свою форму, а их поверхность может быть молодой.
Через несколько лет ученые получат возможность проверить эти выводы. В октябре 2024 года Европейское космическое агентство планирует запустить к системе Дидима миссию Hera. Станция с камерами, высотомером, спектроскопом и парой сопровождающих кубсатов сможет напрямую изучить состав, строение и физические свойства материи Дидима и Диморфа. К астероиду станция должна будет прибыть в декабре 2026 года.
Комментарии
>Как видно в моделировании, при такой структуре на поверхности Диморфа не мог образоваться кратер от падения зонда DART. Вместо этого деформировалось и «перемешалось» все тело.
Хм, значит ли это, что при вхождении в атмосферу нашей планеты подобные по структуре астероиды, несмотря на довольно внушительные массо-габариты (>3млрд т, ~∅1км в случае с Дидимом), не смогут причинить ей существенного вреда, разрушившись в верхних слоях?
Виктор, Диморф образовался из кучки обломков Дидима, но сам Дидим то должен быть поплотнее. Он довольно быстро вращается вокруг своей оси (за 2,26 часа), так что, чтобы сохранять свою форму, он точно должен быть более стойким.
Дарья, логично8-)