Различные геологические особенности, наблюдаемые на Дидимосе, помогли исследователям рассказать историю происхождения Дидимоса. Треугольный хребет астероида (первая панель слева), так называемая гладкая область и ее, вероятно, более старая, грубая «высокогорная» область (вторая панель слева) можно объяснить комбинацией процессов наклона, контролируемых высотой (третья панель слева). Четвертая панель показывает эффекты нарушения вращения, которое Дидимос, вероятно, претерпел, чтобы сформировать Диморфос. Кредит: Johns Hopkins APL/Olivier Barnouin
Изучая данные, собранные в ходе миссии NASA DART (Double Asteroid Redirection Test), в рамках которой в 2022 году был отправлен космический аппарат для преднамеренного столкновения с астероидом Диморфос, научная группа миссии получила новую информацию о происхождении целевой двойной астероидной системы и о том, почему космический аппарат DART оказался столь эффективным в смещении орбиты Диморфоса.
В пяти недавно опубликованных в журнале Nature Communications статьях группа исследовала геологию двойной астероидной системы, включающей спутник Диморфос и родительский астероид Дидим, чтобы охарактеризовать ее происхождение и эволюцию, а также ограничить ее физические характеристики.
«Эти результаты дают нам новое понимание того, как астероиды могут меняться с течением времени», — сказал Томас Статлер, ведущий ученый по малым телам Солнечной системы в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. «Это важно не только для понимания околоземных объектов, которые находятся в центре внимания планетарной обороны, но и для нашей способности читать историю нашей солнечной системы по этим остаткам формирования планет. Это лишь часть богатства новых знаний, которые мы получили от DART».
Оливье Барнуэн и Рональд-Луи Баллуз из Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, возглавили работу, в которой проанализировали геологию обоих астероидов и сделали выводы об их поверхностных материалах и внутренних свойствах. С помощью изображений, полученных DART и сопровождающего его кубсата LICIACube, предоставленных Итальянским космическим агентством (ASI), команда наблюдала топографию меньшего астероида Диморфос, которая включала валуны разных размеров. Для сравнения, более крупный астероид Дидимос был более гладким на более низких высотах, хотя и скалистым на более высоких, с большим количеством кратеров, чем Диморфос. Авторы сделали вывод, что Диморфос, вероятно, отделился от Дидимоса в результате большого сброса массы.
Существуют естественные процессы, которые могут ускорять вращение небольших астероидов, и появляется все больше доказательств того, что эти процессы могут быть ответственны за изменение формы этих тел или даже заставлять материал выбрасываться из их поверхностей.
Анализ показал, что и Дидим, и Диморфос имеют слабые поверхностные характеристики, что привело команду к выводу, что Дидим имеет возраст поверхности в 40–130 раз старше Диморфоса, причем первый оценивается в 12,5 миллионов лет, а второй — менее 300 000 лет. Низкая прочность поверхности Диморфоса, вероятно, способствовала значительному влиянию DART на его орбиту.
«Снимки и данные, которые DART собрал в системе Дидима, предоставили уникальную возможность для геологического изучения двойной системы околоземных астероидов», — сказал Барнуин. «Только по этим снимкам мы смогли вывести большой объем информации о геофизических свойствах Дидима и Диморфоса и расширить наше понимание формирования этих двух астероидов. Мы также лучше понимаем, почему DART был настолько эффективен в перемещении Диморфоса».
Маурицио Пайола из Национального института астрофизики (INAF) в Риме и соавторы провели исследование, в котором сравнили формы и размеры различных валунов и закономерности их распределения на поверхности двух астероидов. Они определили, что физические характеристики Диморфоса указывают на то, что он формировался поэтапно, вероятно, из материала, унаследованного от его родительского астероида Дидима. Этот вывод подтверждает преобладающую теорию о том, что некоторые двойные астероидные системы возникают из сброшенных остатков более крупного первичного астероида, накапливающихся в новом спутнике астероида.
Элис Луккетти, также из INAF, и ее коллеги обнаружили, что термическая усталость — постепенное ослабление и растрескивание материала под воздействием тепла — может быстро разрушать валуны на поверхности Диморфоса, создавая поверхностные линии и изменяя физические характеристики этого типа астероида быстрее, чем считалось ранее. Миссия DART, вероятно, была первым наблюдением такого явления на этом типе астероида.
Под руководством исследователя Наоми Мердок из ISAE-SUPAERO в Тулузе, Франция, и коллег, статья, подготовленная студентами Жанной Биго и Полин Ломбардо, определила несущую способность Дидима — способность поверхности выдерживать приложенные нагрузки — как минимум в 1000 раз ниже, чем у сухого песка на Земле или лунного грунта. Это считается важным параметром для понимания и прогнозирования реакции поверхности, в том числе в целях смещения астероида.
Колас Робин, также из ISAE-SUPAERO, и соавторы проанализировали поверхностные валуны на Диморфосе, сравнив их с валунами на других астероидах-кучах обломков, включая Итокаву, Рюгу и Бенну. Исследователи обнаружили, что валуны имеют схожие характеристики, что позволяет предположить, что все эти типы астероидов формировались и развивались схожим образом. Группа также отметила, что удлиненная форма валунов вокруг места удара DART подразумевает, что они, вероятно, образовались в результате ударной обработки.
Эти последние результаты формируют более надежную картину происхождения системы Дидима и дополняют понимание того, как формировались такие планетарные тела. Поскольку миссия Hera (Европейского космического агентства) готовится повторно посетить место столкновения DART в 2026 году для дальнейшего анализа последствий первого в истории испытания планетарной обороны, это исследование предоставляет серию тестов того, что обнаружит Hera, и вносит вклад в текущие и будущие исследовательские миссии, одновременно укрепляя возможности планетарной обороны.
