Учёные выяснили, как древний астероид мог изменить поверхность спутника Марса Деймоса
Астероид диаметром около 320 метров мог в прошлом столкнуться с Деймосом и значительно изменить поверхность небольшого спутника Марса, не разрушив его. К такому выводу пришли исследователи Бернского университета, проведя численное моделирование древнего столкновения и сопоставив результаты с изображениями, полученными европейским зондом Hera во время пролёта мимо Марса в марте 2025 года.
Деймос имеет диаметр около 12 километров и обращается вокруг Марса на расстоянии примерно 24 тысяч километров от поверхности планеты. Ещё по снимкам аппаратов Viking в 1970-х годах учёные заметили, что его поверхность значительно более гладкая и покрыта пылью, чем поверхность другого марсианского спутника — Фобоса. В южной полярной области Деймоса также находится крупная впадина шириной около 10 километров.
Чтобы проверить, могли ли эти особенности возникнуть в результате одного события, учёные провели около 100 симуляций, изменяя размер, траекторию и скорость столкнувшегося объекта. Наиболее точно особенности Деймоса воспроизвела модель с астероидом диаметром около 320 метров, который столкнулся со спутником под углом примерно 45 градусов.
Удар сформировал бы крупную южную впадину и выбросил большое количество вещества. Однако из-за слабой гравитации Деймоса значительная часть выброшенного материала не смогла покинуть спутник и вернулась на его поверхность. В некоторых местах толщина образовавшегося слоя обломков могла превышать 200 метров.
По мнению исследователей, этот процесс объясняет необычно гладкий вид Деймоса. Рыхлый реголит постепенно скрыл неровности поверхности и многие древние кратеры, а края крупной впадины со временем стали менее выраженными. При этом некоторые структуры, существовавшие до столкновения, могли сохраниться под слоем выброшенного материала.
Сохранение древних кратеров также даёт представление о внутреннем строении Деймоса. Если бы спутник был плотным монолитным телом, ударные волны эффективнее распространялись бы внутри него и сильнее изменили существующие структуры. Их частичное сохранение, напротив, согласуется с предположением о пористой и сильно раздробленной внутренней структуре Деймоса, способной поглощать энергию столкновения.
Моделирование началось ещё до пролёта Hera, однако 12 марта 2025 года аппарат получил возможность наблюдать Деймос на расстоянии около 1000 километров. Зонд использовал гравитационный манёвр у Марса по пути к астероидам Дидим и Диморфос и одновременно получил новые изображения спутника.
На снимках удалось обнаружить дополнительные особенности поверхности, которые могут быть частично погребёнными древними кратерами. Их анализ помог исследователям сопоставить результаты моделирования с реальным рельефом Деймоса и сузить возможные параметры столкновения. Некоторые скрытые структуры стали заметнее после обработки изображений в стереоскопическом виде, выполненной Брайаном Мэем, участником научной группы Hera.
Предполагаемая пористая структура Деймоса напоминает рыхлые космические тела, состоящие из множества отдельных обломков, которые удерживаются вместе преимущественно собственной гравитацией. Однако это не доказывает астероидное происхождение спутника. Деймос мог как быть захваченным Марсом астероидом, так и сформироваться из материала, выброшенного с планеты после крупных столкновений.
Исследователи отмечают, что полученная модель не исключает другие объяснения происхождения южной впадины и гладкой поверхности Деймоса. Дополнительные данные должна получить японская миссия Martian Moons eXploration (MMX), запуск которой запланирован на осень 2026 года. Аппарат будет изучать оба марсианских спутника, а также должен собрать образцы грунта с Фобоса для последующей доставки на Землю.
Наблюдения MMX позволят проверить особенности Деймоса, предсказанные моделированием, и получить новые сведения о его поверхности и внутреннем строении, что поможет точнее восстановить историю двух небольших спутников Марса.
Исследование в журнале Nature Astronomy.