Миссия DART проливает новый свет на целевую двойную систему астероидов

Различные геологические особенности, наблюдаемые на Дидиме, помогли исследователям рассказать историю происхождения Дидима. Треугольный гребень астероида (первая панель слева), так называемая гладкая область и, вероятно, более древняя, более шероховатая «горная» область (вторая панель слева) могут быть объяснены комбинацией процессов наклона, контролируемых высотой (третья панель). слева). Четвертая панель показывает последствия разрушения раскрутки, которому, вероятно, подвергся Дидим, чтобы сформировать Диморфоса. Автор: Johns Hopkins APL/Olivier Barnouin

Изучая данные, собранные в ходе миссии НАСА DART (Испытание двойного перенаправления астероидов), которая в 2022 году отправила космический корабль для преднамеренного столкновения с астероидом-спутником Диморфос, научная группа миссии обнаружила новую информацию о происхождении целевой двойной системы астероидов и о том, почему Космический корабль DART оказался настолько эффективным в смещении орбиты Диморфоса.

«Эти результаты дают нам новое представление о том, как астероиды могут меняться с течением времени», — сказал Томас Статлер, ведущий научный сотрудник отдела малых тел Солнечной системы в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «Это важно не только для понимания околоземных объектов, находящихся в центре внимания планетарной защиты, но и для нашей способности читать историю нашей Солнечной системы по этим остаткам формирования планет. Это лишь часть богатства новых знания, которые мы получили от DART».

Оливье Барнуэн и Рональд-Луи Баллуз из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL) в Лорел, штат Мэриленд, провели работу, в которой проанализировали геологию обоих астероидов и сделали выводы об их поверхностных материалах и внутренних свойствах. Из изображений, полученных DART и сопровождающим его кубсатом LICIACube, предоставленным Итальянским космическим агентством (ASI), команда наблюдала топографию меньшего астероида Диморфоса, на котором были представлены валуны разных размеров. Для сравнения, более крупный астероид Дидим был более гладким на более низких высотах, но скалистым на более высоких высотах и имел больше кратеров, чем Диморфос. Авторы пришли к выводу, что Диморфос, вероятно, отделился от Дидимоса в результате крупного массового выброса.

Существуют естественные процессы, которые могут ускорять вращение небольших астероидов, и появляется все больше свидетельств того, что эти процессы могут быть ответственны за изменение формы этих тел или даже за выталкивание материала с их поверхностей.

Анализ показал, что и Didymos, и Dimorphos имеют слабые характеристики поверхности, что привело команду к выводу, что возраст поверхности Didymos в 40–130 раз старше, чем Dimorphos, при этом возраст первого оценивается в 12,5 миллионов лет, а второго - менее 300 000 лет. Низкая поверхностная прочность Диморфоса, вероятно, способствовала значительному влиянию DART на его орбиту.

«Изображения и данные, собранные DART в системе Дидимос, предоставили уникальную возможность для детального геологического исследования околоземной двойной системы астероидов», — сказал Барнуэн. «Только благодаря этим изображениям мы смогли получить большой объем информации о геофизических свойствах Дидимоса и Диморфоса и расширить наше понимание формирования этих двух астероидов. Мы также лучше понимаем, почему DART был настолько эффективен в перемещении Диморфоса».

Маурицио Паджола из Национального института астрофизики (INAF) в Риме и соавторы провели работу, в которой сравнивались формы и размеры различных валунов и закономерности их распределения на поверхностях двух астероидов. Они определили, что физические характеристики Диморфоса указывают на то, что он формировался поэтапно, вероятно, из материала, унаследованного от его родительского астероида Дидимоса. Этот вывод подтверждает преобладающую теорию о том, что некоторые двойные астероидные системы возникают в результате сбрасывания остатков более крупного первичного астероида, накапливающихся в новом астероидном спутнике.

Элис Луккетти, также из INAF, и ее коллеги обнаружили, что термическая усталость — постепенное ослабление и растрескивание материала, вызванное жарой — может быстро разрушать валуны на поверхности Диморфоса, создавая линии на поверхности и изменяя физические характеристики этого типа астероида. быстрее, чем считалось ранее. Миссия DART, вероятно, стала первым наблюдением такого явления на астероиде этого типа.

Под руководством исследователя Наоми Мердок из ISAE-SUPAERO в Тулузе, Франция, и его коллег, исследование, проведенное студентами Жанной Биго и Полиной Ломбардо, определило, что несущая способность Didymos — способность поверхности выдерживать приложенные нагрузки — как минимум в 1000 раз ниже, чем у поверхности Didymos. сухой песок на Земле или лунный грунт. Это считается важным параметром для понимания и прогнозирования реакции поверхности, в том числе для целей смещения астероида.

Колас Робин, также из ISAE-SUPAERO, и соавторы проанализировали поверхностные валуны на Диморфосе, сравнив их с валунами на других астероидах с грудами обломков, включая Итокаву, Рюгу и Бенну. Исследователи обнаружили, что валуны имеют схожие характеристики, что позволяет предположить, что все эти типы астероидов формировались и развивались одинаковым образом. Команда также отметила, что удлиненная форма валунов вокруг места удара DART предполагает, что они, вероятно, образовались в результате обработки удара.

Эти последние открытия дают более подробное представление о происхождении системы Дидим и добавляют понимания того, как формировались такие планетные тела. Поскольку миссия Геры ЕКА (Европейского космического агентства) готовится повторно посетить место столкновения DART в 2026 году для дальнейшего анализа последствий первого в истории испытания планетарной защиты, это исследование представляет собой серию тестов того, что найдет Гера, и вносит вклад в текущие и будущие исследования. миссий, одновременно укрепляя потенциал планетарной обороны.

Больше информации: Olivier Barnouin et al, The geology and evolution of the Near-Earth binary asteroid system (65803) Didymos, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50146-x
M. Pajola et al, Evidence for multi-fragmentation and mass shedding of boulders on rubble-pile binary asteroid system (65803) Didymos, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50148-9 Больше информации: Olivier Barnouin et al, The geology and evolution of the Near-Earth binary asteroid system (65803) Didymos, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50146-x
M. Pajola et al, Evidence for multi-fragmentation and mass shedding of boulders on rubble-pile binary asteroid system (65803) Didymos, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50148-9
А. Луккетти и др., Быстрое разрушение валунов в результате термической усталости, обнаруженное на каменистых астероидах, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50145-y
Колас К. Робин и др., Механические свойства астероидов с грудой обломков (Диморфос, Итокава, Рюгу и Бенну) посредством морфологического анализа поверхности валунов, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50147-w
Дж. Биго и др., Несущая способность астероида (65803) Дидим оценена по следам валунов, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50149-8

Источник: NASA