Астероиды в двойных системах «передают» друг другу камни и пыль - исследование
Если двойные околоземные астероиды постоянно обмениваются веществом и меняют поверхность быстрее, чем считалось, это влияет на модели их эволюции и на прогноз поведения при воздействии — включая отклонение траектории, подобное эксперименту DART.
Источник: NASA/JHU-APL/UMD. Покрытый валунами спутник Диморфос (слева), вид за 8,55 секунды до столкновения с космическим кораблем DART. То же изображение после поправки на условия освещения на поверхности и тени, отбрасываемые валунами, обнажает веерообразный рисунок полос (выделенных цветом для акцента).
МОСКВА, 7 марта /Новости науки/. Астрономы нашли первые прямые визуальные свидетельства того, что в двойных околоземных астероидных системах камни и пыль могут «переезжать» с одного тела на другое, формируя характерные следы на поверхности и постепенно меняя такие объекты на протяжении миллионов лет, говорится в сообщении University of Maryland.
К таким выводам ученые пришли после анализа снимков аппарата NASA DART, сделанных в 2022 году за секунды до удара по спутнику астероида Дидим — Диморфосу.
«Сначала мы думали, что что-то не так с камерой, а потом — что проблема в обработке изображений. Но когда мы все “почистили”, стало ясно: наблюдаемые узоры очень хорошо согласуются с низкоскоростными ударами — будто кто-то бросает “космические снежки”. Мы получили первое прямое доказательство недавнего переноса вещества в двойной астероидной системе», - приводятся в сообщении слова ведущего автора работы, профессора университета Джессики Саншайн.
Ученые обнаружили на поверхности Диморфоса слабые, но устойчивые яркие веерообразные полосы-лучи. В исходных кадрах DART эти структуры практически не читались: из-за сложного освещения и теней от валунов особенности рельефа могли маскироваться или, наоборот, выглядеть как артефакты съемки.
Ученые разработали методы коррекции освещенности и «удаления» теней, после чего лучевые структуры проявились отчетливее и, по словам авторов, стали только убедительнее по мере уточнения 3D-модели поверхности.
Сопоставив геометрию «лучей» с рельефом, исследователи пришли к выводу, что следы оставили мягкие удары комков пыли и мелких обломков, которые прилетали на Диморфос с более крупного тела — Дидима — на очень низких скоростях.
Авторы связывают происходящее с эффектом YORP: солнечный свет способен постепенно раскручивать небольшие астероиды, из-за чего часть вещества начинает «слетать» с поверхности, а иногда — участвовать в формировании спутников.
Исследователи отмечают, что обнаруженные трассы «космических снежков» дают первую визуальную фиксацию такого сценария именно для системы Дидим—Диморфос.
Чтобы проверить механизм образования «лучей», исследователи провели лабораторные эксперименты: в установках имитировали падение частиц на «поверхность» с валунами и показали, что крупные камни экранируют часть потока и направляют частицы в промежутках, создавая рисунок, похожий на наблюдаемый на Диморфосе. Компьютерные расчеты ударов рыхлых сгустков пыли также подтвердили, что валуны естественным образом «лепят» веерообразные следы на грунте.
По мнению авторов, выводы важны для планетарной обороны: если двойные околоземные астероиды постоянно обмениваются веществом и меняют поверхность быстрее, чем считалось, это влияет на модели их эволюции и на прогноз поведения при воздействии — включая отклонение траектории, подобное эксперименту DART.
Дополнительные данные о том, сохранились ли «веерные» структуры после удара DART и появились ли новые следы из-за сдвинутых валунов, может дать миссия ESA Hera, которая должна прибыть к системе Дидим в конце 2026 года.
Результаты исследования опубликованы в The Planetary Science Journal.
К таким выводам ученые пришли после анализа снимков аппарата NASA DART, сделанных в 2022 году за секунды до удара по спутнику астероида Дидим — Диморфосу.
«Сначала мы думали, что что-то не так с камерой, а потом — что проблема в обработке изображений. Но когда мы все “почистили”, стало ясно: наблюдаемые узоры очень хорошо согласуются с низкоскоростными ударами — будто кто-то бросает “космические снежки”. Мы получили первое прямое доказательство недавнего переноса вещества в двойной астероидной системе», - приводятся в сообщении слова ведущего автора работы, профессора университета Джессики Саншайн.
Ученые обнаружили на поверхности Диморфоса слабые, но устойчивые яркие веерообразные полосы-лучи. В исходных кадрах DART эти структуры практически не читались: из-за сложного освещения и теней от валунов особенности рельефа могли маскироваться или, наоборот, выглядеть как артефакты съемки.
Ученые разработали методы коррекции освещенности и «удаления» теней, после чего лучевые структуры проявились отчетливее и, по словам авторов, стали только убедительнее по мере уточнения 3D-модели поверхности.
Сопоставив геометрию «лучей» с рельефом, исследователи пришли к выводу, что следы оставили мягкие удары комков пыли и мелких обломков, которые прилетали на Диморфос с более крупного тела — Дидима — на очень низких скоростях.
Авторы связывают происходящее с эффектом YORP: солнечный свет способен постепенно раскручивать небольшие астероиды, из-за чего часть вещества начинает «слетать» с поверхности, а иногда — участвовать в формировании спутников.
Исследователи отмечают, что обнаруженные трассы «космических снежков» дают первую визуальную фиксацию такого сценария именно для системы Дидим—Диморфос.
Чтобы проверить механизм образования «лучей», исследователи провели лабораторные эксперименты: в установках имитировали падение частиц на «поверхность» с валунами и показали, что крупные камни экранируют часть потока и направляют частицы в промежутках, создавая рисунок, похожий на наблюдаемый на Диморфосе. Компьютерные расчеты ударов рыхлых сгустков пыли также подтвердили, что валуны естественным образом «лепят» веерообразные следы на грунте.
По мнению авторов, выводы важны для планетарной обороны: если двойные околоземные астероиды постоянно обмениваются веществом и меняют поверхность быстрее, чем считалось, это влияет на модели их эволюции и на прогноз поведения при воздействии — включая отклонение траектории, подобное эксперименту DART.
Дополнительные данные о том, сохранились ли «веерные» структуры после удара DART и появились ли новые следы из-за сдвинутых валунов, может дать миссия ESA Hera, которая должна прибыть к системе Дидим в конце 2026 года.
Результаты исследования опубликованы в The Planetary Science Journal.
