Сильное столкновение могло изменить форму спутника Марса, имеющего форму картофеля

У Марса есть два крошечных спутника, происхождение которых до сих пор неизвестно. Однако новое исследование может пролить свет на некоторые загадки, окружающие внешний спутник Красной планеты Деймос. 

Деймос, названный в честь сына греческого бога Ареса, что в переводе с древнегреческого означает «ужас», представляет собой небольшой комковатый камень в форме картофеля. В римской мифологии Арес также известен как Марс, напоминает CNN.

Деймос расположен на расстоянии около 24 тысяч километров от поверхности Марса. Орбитальные аппараты наблюдают за ним с 1970-х годов, в том числе во время недавнего пролета миссии Геры Европейского космического агентства в марте 2025 года. Гера направляется к астероиду, чтобы изучить последствия миссии НАСА DART, в которой космический корабль был намеренно нацелен на столкновение с небольшой луной, вращающейся вокруг более крупного астероида.

Орбитальные изображения показали, что в отличие от его кратерированного спутника Фобоса, что в переводе с древнегреческого означает «страх», Деймос гораздо более гладкий и покрыт загадочным слоем пыли и обломков, называемым реголитом.

Деймос, диаметр которого составляет около 12 километров, также имеет отличительную особенность — ударный кратер шириной 10 километров на южном полюсе, напоминающий глубокие впадины, подобные тем, что встречаются в горных хребтах. Ученые уже давно пытаются выяснить, что стало причиной образования кратера и слоя пыли.

Объединив изображения, полученные космическим кораблем «Гера» во время пролета Деймоса, с моделированием удара, авторы нового исследования, опубликованного во вторник в журнале Nature Astronomy, предполагают, что Деймос был преобразован в результате удара одного большого астероида, что привело к образованию впечатляющего полярного кратера и глобального слоя пыли.

Это предположение может быть проверено с помощью миссии по исследованию спутника Марса Японского агентства аэрокосмических исследований, известной как MMX, запуск которой ожидается до конца этого года. Цель миссии — провести беспрецедентно подробные наблюдения за обеими лунами, чтобы определить, как и когда они образовались, и даже вернуть образцы, собранные на Фобосе.

«Наше исследование дает важные и конкретные прогнозы для японской миссии MMX», — прокомментировала ведущий автор доктор Сабина Радукан, директор научной программы Международного института космических наук и старший научный сотрудник Свободного университета Брюсселя. «Это дает миссии MMX более четкое представление о том, чего ожидать от ее инструментов и, в конечном итоге, от сбора образцов».

Исследователи начали с создания сценариев столкновения с астероидом Деймос, используя компьютерный код под названием «Гидродинамика сглаженных частиц Бернштейна» (SPH). Программа, разработанная в Швейцарском университете Берна более 20 лет назад, предназначена для моделирования столкновений астероидов, комет и планет и анализа последствий столкновения с учетом миллионов отдельных частиц, участвующих в каждом сценарии, поясняет CNN. Такой подход позволяет исследователям понять, какие факторы влияют на столкновение, в том числе плотность, гравитация и прочность каменных тел.

«Мы провели около сотни симуляций, каждое из которых заняло около недели», — говорит Сабина Радукан, которая также является соруководителем рабочей группы по физике ударов в научной группе Hera.

В каждой симуляции варьировались размер, скорость и угол падения астероида, который мог столкнуться с Деймосом, а также внутренняя структура спутника. Затем команда сравнила данные, полученные в результате моделирования, с результатами наблюдений Деймоса с близкого расстояния, проведенных проектом Гера.

Исследователи сосредоточились на наиболее вероятном сценарии, при котором астероид диаметром около 320 метров столкнулся с Деймосом под углом 45 градусов, создав кратер на южном полюсе и слой пыли.

В результате удара большое количество обломков разлетелось по неровной поверхности Деймоса, покрыв многие участки поверхности на глубине до 200 метров, в результате чего поверхность выглядела более гладкой, чем на Фобосе.

«Поэтому наше моделирование показывает, что одного удара было достаточно, чтобы кардинально изменить нынешний ландшафт Деймоса», — говорит соавтор исследования доктор Мартин Ютци, старший научный сотрудник кафедры космических и планетарных наук Бернского университета. «Удар был достаточно мощным, чтобы перераспределить материал по всей поверхности, но не настолько сильным, чтобы расколоть спутник».

Под слоем пыли на Деймосе изображения Геры все еще показывают очертания древних кратеров. Если бы Деймос был более твердым, ударные волны от столкновения распространились бы по всему спутнику и разрушили бы или даже стёрли бы его топографию. Однако, по мнению авторов исследования, фрагментированная внутренняя структура Деймоса смягчила силу удара.

Авторы не сделали никаких предположений о том, когда именно произошло это древнее столкновение с Деймосом, отметив лишь, что это должно было произойти намного позже образования спутника.

Ученые уже давно спорят о том, являются ли Фобос и Деймос фрагментами, отколовшимися от Марса в результате удара, или же это космические тела, притянутые гравитацией Красной планеты.

Наблюдения и компьютерные модели показывают, что внутренняя структура Деймоса очень пористая, что делает его больше похожим на «развалившийся астероид» — группу космических камней, слабо связанных между собой гравитацией, — чем на спутник Земли.

"Но это не обязательно означает, что Деймос на самом деле является астероидом. Он мог образоваться из материала, выброшенного во время столкновений с Марсом", - говорит Сабин Радукан.

Ожидается, что миссия MMX соберет данные, которые помогут окончательно разгадать загадку происхождения Фобоса и Деймоса, а также прольют свет на раннюю историю нашей Солнечной системы, когда под действием гравитации крупнейших планет космические тела сталкивались не только друг с другом, но и с планетами.

Миссия прибудет к спутникам Марса в 2027 году, потратит два года на картографирование Фобоса и выбор места посадки для сбора образцов, после чего отправится на Деймос. Ожидается, что образцы с Фобоса вернутся на Землю в 2031 году.

По словам доктора Терика Дейли, планетолога из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, интерес к Деймосу и Фобосу растет по мере того, как все больше орбитальных аппаратов фотографируют эти загадочные спутники.