Удар НАСА DART навсегда изменил форму и орбиту луны астероида, показало новое исследование

Когда в 2022 году космический аппарат НАСА Double Asteroid Redirection Test (DART) столкнулся с луной-астероидом под названием Диморфос, луна была значительно деформирована, образовав большой кратер и изменив свою форму настолько сильно, что луна отклонилась от своего первоначального эволюционного развития, говорится в новом исследовании. Авторы исследования считают, что Диморфос может начать хаотично «кувыркаться» в попытках вернуться в гравитационное равновесие со своим родительским астероидом Дидимосом.

«По большей части наши первоначальные прогнозы о том, как DART изменит движение Дидимоса и его луны в космосе до столкновения, оказались верными», — говорит Дерек Ричардсон, профессор астрономии из Университета Мэриленда и руководитель рабочей группы по исследованию DART. «Но есть и неожиданные находки, которые помогают составить более полное представление о том, как астероиды и другие малые тела формируются и эволюционируют с течением времени».

В статье, опубликованной 23 августа 2024 года в журнале Planetary Science, команда под руководством Ричардсона подробно описала примечательные наблюдения после столкновения и возможные последствия для будущих исследований астероидов.

Одним из самых больших сюрпризов стало то, насколько сильно столкновение с DART изменило форму Диморфоса. По словам Ричардсона, луна-астероид изначально была продолговатой (по форме напоминающей гамбургер), но после столкновения с космическим аппаратом DART стала более вытянутой (вытянутой, как футбольный мяч).

«Мы ожидали, что до столкновения Диморфос будет вытянутой формы, просто потому, что, по нашему мнению, именно таким образом центральное тело луны будет постепенно накапливать материал, сброшенный с первичного тела, такого как Дидимос. Оно, естественно, будет иметь тенденцию к формированию вытянутого тела, которое всегда будет направлено своей длинной осью в сторону основного тела», — объясняет Ричардсон. Но данный результат противоречит этой идее и указывает на то, что здесь действует нечто более сложное». Кроме того, вызванное ударом изменение формы Диморфоса, вероятно, изменило его взаимодействие с Дидимосом».

Ричардсон отметил, что, хотя DART врезался только в Луну, Луна и главное тело связаны между собой гравитацией. Обломки, разбросанные космическим аппаратом при столкновении, также сыграли свою роль в нарушении равновесия между Луной и ее астероидом, сократив орбиту Диморфоса вокруг Дидимоса. Интересно, что форма Дидимоса осталась прежней — это свидетельствует о том, что тело крупного астероида достаточно прочное и жесткое, чтобы сохранять свою форму даже после потери массы при создании луны.

По словам Ричардсона, изменения Диморфоса имеют важное значение для будущих исследований, в том числе для последующей миссии Европейского космического агентства к системе Дидимос, запланированной на октябрь 2024 года.

«Изначально Диморфос, вероятно, находился в очень расслабленном состоянии и одной стороной был направлен на главное тело Дидимос, подобно тому, как земная луна всегда обращена одной стороной к нашей планете», — объясняет Ричардсон. Теперь же она выбита из общего ряда, что означает, что она может колебаться взад-вперед в своей ориентации». Диморфос также может «кувыркаться», то есть мы могли вызвать его хаотичное и непредсказуемое вращение».

Теперь команде предстоит выяснить, когда выброшенные обломки покинут систему, продолжает ли Dimorphos кувыркаться в космосе и когда он в конце концов восстановит свою прежнюю стабильность.

«Один из наших главных вопросов сейчас — достаточно ли стабилен Диморфос для того, чтобы космические аппараты могли приземлиться и установить на нем дополнительное исследовательское оборудование», — сказал он. «Для того чтобы увидеть заметные изменения в системе, может потребоваться сотня лет, но с момента столкновения прошло всего несколько лет. Изучение того, сколько времени требуется Dimorphos для восстановления стабильности, расскажет нам важные вещи о его внутренней структуре, что, в свою очередь, поможет в будущих попытках отклонить опасные астероиды».

Ричардсон и его команда надеются, что «Гера» предоставит больше информации о воздействии DART. К концу 2026 года «Гера» прибудет к бинарной астероидной системе, содержащей Диморфос и Дидимос, чтобы впервые оценить внутренние свойства обоих астероидов и провести более детальный анализ миссии DART и ее последствий для будущего.

«DART дал нам понимание сложной гравитационной физики, которую невозможно изучить в лаборатории, и все эти исследования помогают нам выверять наши усилия по защите Земли в случае реальной угрозы», — сказал Ричардсон. «Существует ненулевая вероятность того, что астероид или комета приблизится к планете и создаст для нее угрозу. Теперь у нас есть дополнительная линия защиты от подобных внешних угроз».

Команда Ричардсона акцентировала внимание на том, что изучение результатов миссии DART не только открывает новые горизонты в астрономии, но и может подарить человечеству инструменты для предотвращения потенциально катастрофических столкновений с астероидами. Понимание того, как астероиды реагируют на внешние воздействия, поможет в разработке более эффективных стратегий для отклонения небесных тел от угрожающих курсов.

Исследования с помощью будущих миссий, таких как \»Гера\», позволят углубить знания о внутренней структуре астероидов и их динамике. Научные открытия, связанные с поведением Диморфоса после столкновения, могут привести к пересмотру существующих моделей, используемых при оценке устойчивости малых тел в космосе. Эти данные будут особенно актуальны в контексте предотвращения угроз для нашей планеты.

Миссия DART также поднимает важные вопросы о том, какие другие факторы следует учитывать при анализе астероидных систем. Понимание взаимодействий между компонентами систем будет играть ключевую роль в оценке их устойчивости и предсказании будущего поведения астероидов, что в свою очередь повысит уровень готовности человечества к потенциальным космическим угрозам.