26 сентября 2022 года произошло одно из самых захватывающих событий последнего десятилетия. Это было испытание системы планетарной защиты, в ходе которого удалось слегка отклонить спутник (Диморф) астероида (Дидим). Зонд-камикадзе под названием DART разбился о поверхность Диморфа, столкнувшись с ним на скорости 6,5 км/сек. На первый взгляд неискушённому обывателю может показаться, что это событие не было таким же эффектным, как кадры знаменитого документального фильма «Армагеддон». Однако удар сумел изменить орбитальный период Диморфа примерно за 33 минуты и породил огромное облако пыли и камней, выброшенных в космос в результате столкновения. Исследователи подсчитали, что масса этого выброса составила не менее 1000 тонн!..

Диморф – это небольшой астероид диаметром около 170 метров (это усреднённый размер, поскольку форма объекта не идеально сферическая). Астероид находится на орбите вокруг другого астероида – Дидима, диаметр которого составляет около 780 метров. И теперь, после столкновения, на один оборот Диморфа вокруг Дидима уходит около одиннадцати часов двадцати трех минут.


Астероидные системы

Астероиды, кстати, довольно часто образуют двойные или множественные системы. Фактически науке известно около 500 астероидных систем и транснептуновых объектов, имеющих «компаньонов». Как правило, это один объект. Однако некоторые системы бывают тройными и даже четверными, как в случае с астероидом Электра.

Возможно, таких систем гораздо больше, чем известно сегодня. Просто обнаружить их с Земли довольно сложно, поскольку спутники могут быть очень маленькими, и их нельзя обнаружить путём прямого наблюдения.

Однако спутники астероидов – это очень интересное явление. И учёные часто задаются вопросом – как именно образуются подобные астероидные системы?

Существуют разные теории, объясняющие этот факт. С одной стороны, это могут быть просто маленькие астероиды, захваченные гравитацией более крупных астероидов. Почему бы и нет. С другой стороны, это может быть материал, выброшенный во время удара, который постепенно мог «слипнуться» на орбите вокруг астероида, пострадавшего от удара…

Некоторые астероиды не являются «монолитными», то есть состоящими из одного большого «камня». И именно так большинство обычных граждан представляет себе «классический» астероид. На самом деле есть небольшие астероиды, которые состоят из множества камней и пыли, скомпоновавшиеся под действием гравитации, которая удерживает их вместе. Такие тела иногда образуются после того, как два астероида сталкиваются с огромной скоростью, и разрушаются, а их фрагменты снова собраться вместе, чтобы сформировать один или несколько новых астероидов.

Подобный процесс делает возможным еще один способ, которым астероиды могут получить спутник: если они по какой-то причине начинают достаточно быстро вращаться, то центробежная сила, создаваемая этим вращением, сможет преодолеть силу гравитации, которая скрепляет фрагменты, составляющие астероид.


Мысленный эксперимент
Представьте, что вы привязали камень к концу верёвки, и начали раскручивать её вокруг своей головы, как лассо в фильмах про индейцев. Всё быстрее и быстрее. В какой-то момент верёвка порвётся из-за высокой скорости вращения. И камень попадёт аккурат в пятую точку соседки бабы Зины, которая, как всегда в это время суток, пропалывает в огороде невидимые сорняки (шутка. Никогда не повторяйте этот эксперимент в домашних условиях!).

Хорошо, но может ли астероид начать вращаться так быстро? Может. Для это есть две возможности. Так может случиться либо из-за столкновения с одним или несколькими телами, спровоцировавшими это вращение, либо из-за «эффекта Ярковского». Он заключается в том, что астероид может получить вращение из-за неравномерного рассеивания полученного от Солнца тепла в разных точках своей поверхности.

Так как же образовался Диморф? По этому поводу недавно на портале arXiv появилось новое исследование под названием «Динамическое происхождение Диморфа от быстро вращающегося Дидима».

В работе показано, что когда-то, давным-давно, Дидим вращался гораздо быстрее. Возможно как раз таки из-за эффекта Ярковского, о котором упоминалось выше. Из-за этого быстрого вращения астроид выбросил в космос примерно 25% своей массы. Но возможно не сразу, а в течение длительного периода времени.

Материал, выброшенный с поверхности астероида, сначала образовал кольцо вокруг Дидима. Со временем в некоторых областях кольца начали формироваться мини-спутники из-за взаимодействия между различными фрагментами. Постепенно они объединились и стали Диморфом. Такой процесс, кстати, хорошо объясняет его неправильную форму.

Подобные исследования показывают, что астероиды – это не только миры, почти не изменившиеся со времени образования Солнечной системы. И что в таких местах существует сложная динамика, сильно отличающейся от той, к которой мы привыкли в случае с объектами планетарного размера.

К астероиду Диморф!

В 2024 году, если все будет хорошо, к системе Дидим-Диморф отправится миссия HERA. Она прибудет к месту назначения в конце 2026 года. Целью миссии является детальное изучение системы после случившегося столкновения.


И, возможно, подтверждение гипотезы о происхождении Диморфоса.

Пожелаем же ей удачи...Источник: "Живой космос"