Миссия NASA DART помогла узнать больше о геофизике, лежащей в основе формирования и эволюции астероидов

В 2022 году Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США провело миссию Double Asteroid Redirection Test (DART), в рамках которой космический аппарат столкнули с астероидом Диморф (Dimorphos). Цель миссии заключалась в проверке возможности изменения траектории полёта астероида для предотвращения потенциального столкновения с Землёй. Оказалось, что результаты этого эксперимента помогли учёным узнать больше о природе астероидов.

Источник изображения: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben.

Учёные из Университета Мэриленда провели исследование, в ходе которого было установлено, что после столкновения со спутником Диморф фактически отклонился от своего первоначального эволюционного развития. Учёные полагают, что астероид может начать хаотично вращаться в попытках вернуться к гравитационному равновесию с более крупным астероидом Дидимом (Dydimos), вокруг которого вращается.

«По большей части наши первоначальные прогнозы о том, как DART изменит движение Дидима и его спутника в космосе, оказались верными. Но есть некоторые неожиданные открытия, которые помогают лучше понять, как астероиды и другие малые тела формируются и развиваются с течением времени», — рассказал Дерек Ричардсон (Derek Richardson), профессор астрономии в Университете Мэриленда и руководитель научной группы по исследованию DART.

Результаты проделанной работы исследователей под руководством Ричардсона были недавно опубликованы в журнале Planetary Science Journal. Там подробно изложены данные наблюдений за астероидом после столкновения со спутником, а также описаны возможные результаты, которые будут достигнуты в ходе будущих исследований астероидов. Одним из самых больших сюрпризов стало то, насколько воздействие аппарата DART изменило форму Диморфа. Изначально форма астероида была сплюснута и напоминала гамбургер, тогда как после столкновения она стала более вытянутой и напоминающей по форме футбольный мяч.

По словам исследователей, они ожидали, что форма Диморфа будет вытянутой, поскольку это укладывается в представление учёных о том, как астероид формировался и взаимодействовал с более крупным Дидимом. Однако изменение формы Диморфа после столкновения со спутником DART удивило учёных и привело к мысли, что «здесь действует что-то более сложное». Более того, изменение формы, вероятно, привело к тому, что и само взаимодействие между двумя астероидами стало иным.

Ричардсон отметил, что, хотя удар аппарата DART пришёлся только по Диморфу, астероид связан гравитацией с Дидимом. Обломки, разбросанные в результате удара космического аппарата, также играют роль в нарушении равновесия в системе из двух астероидов, поскольку орбита Диморфа вокруг Дидима стала меньше. При этом форма Дидима не изменилась, что может указывать на более плотную и жёсткую структуру более крупного астероида.

Фотография астероида Диморф за две секунды до столкновения DART с его поверхностью 26 сентября 2022 года

Учёные уверены, что изменение формы Диморфа имеет важно значение для будущих исследовательских миссий, включая миссию Hera Европейского космического агентства (ESA) к системе двух астероидов, реализация которой должна начаться в октябре этого года. «Изначально структура Диморфа, вероятно, была не столь прочной и одна из его сторон была всегда направлена к Дидиму, точно так же, как одна сторона земной луны всегда направлена к нашей планете. Теперь же он сбит с оси, а это значит, что он может раскачиваться взад и вперёд в своей ориентации. Диморф также может «кувыркаться», то есть мы могли заставить его вращаться хаотично и непредсказуемо», — пояснил Ричардсон.

Теперь исследователи ждут, когда выброшенные в результате столкновения обломки покинут систему из двух астероидов, чтобы выяснить, продолжит ли Диморф «кувыркаться» в космическом пространстве и сможет ли он восстановить прежнюю стабильную траекторию полёта. «Один из главных вопросов для нас сейчас в том, чтобы определить, достаточно ли стабилен Диморф для того, чтобы космический аппарат мог приземлиться на его поверхность и установить дополнительное исследовательское оборудование. Может потребоваться сто лет, чтобы увидеть заметные изменения в системе, но с момента нашего воздействия прошло всего несколько лет. Подсчёт того, сколько времени потребуется Диморфу, чтобы восстановить свою стабильность, поможет нам узнать важные вещи о его внутренней структуре, что, в свою очередь, станет основой для будущих попыток изменить траекторию опасных астероидов», — считает Ричардсон.

Миссия Hera, которую начнёт реализовывать ESA осенью этого года, станет следующим этапом изучения воздействия столкновения спутника DART с астероидом. В рамках этой миссии космический аппарат должен достичь системы из двух астероидов Дидим и Диморф к концу 2026 года. Ожидается, что это исследование позволит оценить внутреннее строение астероидов, а также более углублённо изучить результаты миссии DART.

«DART дал нам представление о сложной гравитационной физике, которую невозможно изучить в лаборатории, и все эти исследования помогают нам узнать больше для защиты Земли в случае возникновения реальной угрозы. Существует ненулевая вероятность того, что астероид или комета приблизится и подвергнет планету опасности. Теперь у нас есть дополнительная линия защиты от такого рода внешних угроз», — считает Ричардсон.