DART изменил форму и орбиту спутника астероида

Иллюстрация, изображающая космический аппарат NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) перед столкновением с двойной астероидной системой Дидим. Автор: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben.

Когда космический аппарат NASA's Double Asteroid Redirection Test (DART) столкнулся с астероидом-луной под названием Диморфос в 2022 году, луна была значительно деформирована — образовался большой кратер и она так сильно изменилась, что луна сошла с рельсов своего первоначального эволюционного пути — согласно новому исследованию. Исследователи исследования полагают, что Диморфос может начать хаотично «кувыркаться» в своих попытках вернуться в гравитационное равновесие со своим родительским астероидом под названием Дидим.

«По большей части наши первоначальные предварительные прогнозы о том, как DART изменит движение Дидима и его луны в космосе, были верны», — сказал Дерек Ричардсон, профессор астрономии в Мэрилендском университете и руководитель рабочей группы по исследованию DART. «Но есть некоторые неожиданные результаты, которые помогают составить более полную картину того, как астероиды и другие малые тела формируются и развиваются с течением времени».

В статье, опубликованной в журнале Planetary Science Journal 23 августа 2024 года группой ученых под руководством Ричардсона, подробно изложены важные наблюдения после столкновения и описаны возможные последствия для будущих исследований астероидов.

Одним из самых больших сюрпризов стало то, насколько сильно удар DART изменил форму Диморфоса. По словам Ричардсона, изначально астероид был сплющенным (по форме напоминал гамбургер), но стал более вытянутым (вытянутым как футбольный мяч) после того, как с ним столкнулся космический аппарат DART.

«Мы ожидали, что Диморфос будет вытянутым до удара, просто потому, что мы считали, что именно так центральное тело луны постепенно накапливает материал, который был сброшен с первичного тела, такого как Дидим. Он естественным образом стремится сформировать удлиненное тело, которое всегда будет указывать своей длинной осью в сторону основного тела», — объяснил Ричардсон. «Но этот результат противоречит этой идее и указывает на то, что здесь работает что-то более сложное. Более того, вызванное ударом изменение формы Диморфоса, вероятно, изменило то, как он взаимодействует с Дидимом».

Ричардсон отметил, что хотя DART только ударил по луне, луна и основное тело связаны гравитацией. Обломки, разбросанные космическим аппаратом при ударе, также сыграли свою роль в нарушении равновесия между луной и ее астероидом, сократив орбиту Диморфоса вокруг Дидимоса. Интересно, что форма Дидимоса осталась прежней — открытие, которое указывает на то, что тело более крупного астероида достаточно твердое и жесткое, чтобы сохранить свою форму даже после потери массы для создания своей луны.

По словам Ричардсона, изменения Диморфоса получат важные последствия для будущих исследовательских работ, включая последующую миссию Европейского космического агентства в систему Дидима, запланированную на октябрь 2024 года.

«Изначально Диморфос, вероятно, находился в очень расслабленном состоянии и был обращен одной стороной к основному телу, Дидимосу, точно так же, как у Луны Земли всегда одна сторона обращена к нашей планете», — объяснил Ричардсон. «Теперь он сбит с выравнивания, что означает, что он может колебаться взад и вперед в своей ориентации. Диморфос также может «кувыркаться», то есть мы могли заставить его вращаться хаотично и непредсказуемо».

Теперь команда ждет, когда выброшенные обломки покинут систему, будет ли Диморфос все еще кувыркаться в космосе и когда он наконец восстановит свою прежнюю стабильность.

«Один из наших самых больших вопросов сейчас заключается в том, достаточно ли стабилен Диморфос для того, чтобы космические аппараты могли приземлиться и установить на нем больше исследовательского оборудования», — сказал он. «Может потребоваться сто лет, чтобы увидеть заметные изменения в системе, но с момента столкновения прошло всего несколько лет. Изучение того, сколько времени требуется Диморфосу, чтобы восстановить свою стабильность, дает нам важные сведения о его внутренней структуре, что, в свою очередь, информирует о будущих попытках отклонения опасных астероидов».

Ричардсон и его команда надеются, что Hera предоставит больше информации о влиянии DART. К концу 2026 года Hera прибудет в двойную астероидную систему, содержащую Диморфос и Дидим, чтобы впервые оценить внутренние свойства обоих астероидов, предоставив более подробный анализ миссии DART и ее последствий для будущего.

«DART дал нам понимание сложной гравитационной физики, которую невозможно сделать в лаборатории, и все эти исследования помогают нам калибровать наши усилия по защите Земли в случае реальной угрозы», — сказал Ричардсон. «Существует ненулевая вероятность того, что астероид или комета приблизится и подвергнет планету опасности. Теперь у нас есть дополнительная линия обороны от такого рода внешних угроз».

Больше информации: Derek C. Richardson et al, The Dynamical State of the Didymos System before and after the DART Impact, The Planetary Science Journal (2024). DOI: 10.3847/PSJ/ad62f5

Источник: University of Maryland