|
Как можно объяснить внешний вид Деймоса
|
|
|
|
Деймос, меньший и самый дальний из двух спутников Марса, имеет приблизительно овальную форму и глубокое углубление на южном полюсе. В отличие от своего сильно израненного спутника-сестры, Фобоса, Деймос покрыт рыхлым слоем пыли и обломков — так называемым слоем реголита, — что придает ему более гладкий, пыльный вид. Хотя многочисленные космические зонды за последние десятилетия предоставили все более подробные изображения его поверхности, происхождение слоя обломков и углубления на южном полюсе остается неясным.
|
|
|
|
Именно здесь вступает в игру новое исследование международной исследовательской группы под руководством доктора Сабины Радукан в сотрудничестве, среди прочих, с Лазурным берегом, Университетом Аризоны и Токийским университетом. Радукан до октября 2025 года работал научным сотрудником в Отделе космических исследований и планетологии (WP) Института физики Бернского университета, а сейчас является руководителем научных программ в Международном институте космических исследований и старшим научным сотрудником Брюссельского свободного университета.
|
|
|
|
Используя высокоточные компьютерные модели, созданные с помощью кода «Bern Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)», исследователи смогли показать, что характерная впадина вблизи южного полюса Деймоса, скорее всего, образовалась в результате единичного неразрушающего удара астероида. Считается также, что этот удар создал слой реголита, присутствующий на Деймосе. Это исследование является первой научной публикацией, использующей данные, полученные во время пролета мимо Деймоса космическим зондом ЕКА «Гера», который в настоящее время находится на пути к далекому спутнику астероида Диморфос. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
|
|
|
|
|
|
|
Для изучения того, как образовались впадина и структура поверхности Деймоса, исследователи использовали код Bern SPH, разработанный в Бернском университете за два десятилетия. Этот метод предназначен для моделирования столкновений астероидов, комет или планет. Используя компьютерный код из Берна, сталкивающиеся тела разлагаются на миллионы частиц, поведение которых во время удара контролируется взаимодействием различных изменяемых переменных, таких как гравитация, плотность и прочность материала. Метод также использовался для моделирования столкновения космического аппарата НАСА DART с астероидом Диморфос.
|
|
|
|
«Код работает на высокопроизводительном вычислительном кластере здесь, в Бернском университете, и является одним из немногих кодов, способных выполнять моделирование такого типа», — объясняет руководитель исследования Радукан, который также является сопредседателем Рабочей группы по физике столкновений в рамках миссии ЕКА «Гера». В многочисленных симуляциях они варьировали размер, скорость и угол удара потенциального объекта столкновения, а также внутреннюю структуру Деймоса.
|
|
|
|
«Мы провели около ста симуляций — каждая занимала около недели». Затем исследователи сравнили эти симуляции с данными наблюдений космического зонда ЕКА. «Гера» детально изучит последствия столкновения зонда NASA DART с Диморфосом и, таким образом, оценит возможность отклонения астероидов как потенциальный метод защиты Земли от столкновений с астероидами.
|
|
|
|
В марте 2025 года миссия «Гера» использовала пролёт мимо Марса для так называемого гравитационного маневра, чтобы задать курс на свою фактическую цель — Диморфос. Это предоставило уникальную возможность: «Гера» наблюдала за Деймосом с близкого расстояния.
|
|
|
|
Единичное столкновение вызвало углубление и изменение структуры поверхности Деймоса.
|
|
|
|
Результаты исследования ясно указывают на один сценарий: астероид, упавший под углом 45 градусов и имеющий диаметр около 320 метров (1050 футов), вызвал наблюдаемое углубление на южном полюсе с точки зрения его размеров и формы. В то же время этот сценарий объясняет тонкий слой реголита, наблюдаемый по всей поверхности спутника. Во время столкновения большое количество материала было выброшено на поверхность, покрыв многие существующие поверхностные структуры — в некоторых местах на глубину более 200 метров (650 футов). «Таким образом, наше моделирование показывает, что одного удара было достаточно, чтобы решительно сформировать нынешний ландшафт Деймоса», — объясняет соавтор Мартин Ютци из Отдела космических исследований и планетарных наук (WP) Бернского университета, который также является сопредседателем Рабочей группы по физике ударов в рамках проекта «Гера». «Удар был достаточно сильным, чтобы перераспределить материал по всему миру, но не настолько сильным, чтобы разрушить спутник».
|
|
|
|
Сравнение модели с наблюдениями также показывает, что верхние слои Деймоса исключительно слабы, а его внутренняя структура обладает высокой пористостью. Это привело к ослаблению ударных сил.
|
|
|
|
«С точки зрения физических свойств, Деймос больше похож на так называемые астероиды-обломки, чем на спутник Земли», — говорит Радукан. «Но это не обязательно означает, что Деймос на самом деле является астероидом. Он также мог образоваться из материала, выброшенного во время ударов о Марс».
|
|
|
|
Хотя остаются возможными альтернативные объяснения гладкой поверхности Деймоса и его южного бассейна, данное исследование предлагает единое объяснение обеих особенностей и предоставляет практические прогнозы, которые могут быть проверены будущими космическими миссиями. Например, Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) в настоящее время готовит миссию Martian Moons eXploration (MMX), запуск которой запланирован на 2026 год. Цель миссии — детальное изучение двух марсианских спутников и доставка образцов с Фобоса на Землю.
|
|
|
|
«Наше исследование предоставляет важные, конкретные прогнозы для этой японской миссии MMX, такие как толщина и распределение слоя реголита и механические свойства материала Деймоса», — объясняет Радукан. «Это дает MMX более четкое представление о том, чего можно ожидать от ее приборов — и, в конечном итоге, от сбора образцов».
|
|
|
|
Источник
|
