В 2022 году зонд DART намеренно столкнулся с Диморфом, спутником астероида Дидим. Целью ученых было проверить возможность отклонения с курса небольшого космического тела, которое потенциально может представлять угрозу для нашей планеты. В результате эксперимента выяснилось, что DART не просто изменил орбиту этого объекта, но и существенно повлиял на его структуру».
Астрономы и другие ученые внимательно следили за намеренным столкновением зонда DART с Диморфом в 2022 году. Инструменты шести кубсатов миссии LICIACube наблюдали за системой вблизи в первые минуты после события, а земные и космические телескопы регистрировали последствия столкновения на протяжении многих недель.
В результате проведенной работы удалось получить значительный объем информации. Мы располагаем точными данными о месте и угле удара, а также о том, что орбитальный период Диморфа вокруг астероида Дидима уменьшился на 33 минуты по сравнению с первоначальными 11 часов и 55 минут. Кубсаты зафиксировали сложную структуру вещества, которое разлетелось «нитями» на расстояние в несколько километров от точки столкновения DART.
Несмотря на это, изучение массы, плотности, характеристик поверхности и внутренней структуры Диморфа продолжается. Инструменты DART и кубсаты LICIACube не позволили провести прямые измерения этих величин. Для эффективного изменения траектории потенциально опасных астероидов ученым требуется информация об этих параметрах.
Кроме того, исследование системы Дидима позволит нам глубже понять эволюцию и характеристики подобных космических объектов. Следует отметить, что еще столетие назад наличие спутников у астероидов считалось невозможным, поскольку не были известны даже теоретические механизмы, способные обеспечить их возникновение.
В связи с этим, международная команда исследователей разработала компьютерные симуляции столкновения DART с Диморфом, учитывающие различные параметры физических характеристик и внутренней структуры этого космического объекта. При этом для моделирования сброса импактора при сборе образцов грунта с астероида Рюгу использовался код Bern SPH, который применялся и в рамках миссии «Хаябуса-2.
Сравнив итоги моделирования с фактическими данными, ученые установили, что Диморф обладает очень «рыхлой» структурой. Прочность связи между его грунтом и камнями составляет менее 50 паскалей, что сопоставимо с показателями астероидов Рюгу и Бенну. Объемная плотность Диморфа — ниже 2,4 тысячи килограммов на кубический метр. Следовательно, он еще более пористый, чем считалось ранее.
Доля крупных валунов диаметром свыше 2,5 метра не превышает 40%, особенно в верхних слоях. Это соответствует данным, полученным с зонда DART непосредственно перед ударом.
Согласно результатам моделирования, данная структура препятствовала формированию кратера на поверхности Диморфа в результате столкновения с зондом DART. Вместо этого произошло деформация и смещение всей массы тела.
По оценке авторов работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy, в результате этого изменилось гравитационное взаимодействие между Диморфом и астероидом Дидима, что привело к увеличению сокращения орбитального периода спутника от нескольких секунд до нескольких минут.
Имеющиеся данные указывают на то, что Диморф сформировался из вещества, которое было отброшено Дидимом в процессе вращения или в результате столкновения с другим небесным телом. Аналогичный способ формирования спутников наблюдался и ранее у астероидов и планет предполагался физиками и астрономами. В таких условиях Диморф мог образоваться за считаные дни. Впрочем, на это могло уйти и несколько лет. Главное, это означает, что в других подобных системах спутники астероидов могут легко менять свою форму, а их поверхность может быть молодой.
Ученые смогут подтвердить или опровергнуть эти результаты через несколько лет. В октябре 2024 года Европейское космическое агентство намеревается отправить к системе Дидима миссию Hera. Аппарат, оснащенный камерами, высотомером, спектроскопом и двумя кубсатами, позволит непосредственно исследовать состав, структуру и физические характеристики материи, составляющей Дидима и Диморфа. Прибытие станции к астероиду запланировано на декабрь 2026 года.