Европейское космическое агентство рассказало о новом исследовании спутника Марса Деймоса, проведённом с использованием снимков миссии Hera. Моделирование показало, что необычно гладкая поверхность небольшого спутника и огромная впадина у его южного полюса могли появиться после одного мощного, но не разрушившего Деймос столкновения с астероидом диаметром около 320 метров. Результаты опубликованы в Nature Astronomy.

Исследование возглавила Сабина Радукан. В авторский коллектив также вошли Харрисон Агруса, Эрик Асфог, Кэролин Эрнст, Мартин Ютци, Патрик Мишель, Марсель Попеску и Сэйдзи Сугита.

Деймос выглядит слишком гладким для спутника, покрытого кратерами

Деймос — один из двух естественных спутников Марса наряду с Фобосом. Это небольшой объект неправильной формы диаметром около 12 км, который обращается вокруг Марса на расстоянии примерно 24 тыс. км от его поверхности. В отличие от более крупного и сильно изрытого кратерами Фобоса, Деймос выглядит заметно более гладким и покрыт толстым слоем рыхлого реголита.

Ещё одна особенность спутника — огромная впадина около южного полюса шириной примерно 10 километров. Получается, что её размер лишь немного уступает диаметру самого Деймоса.

Учёные давно пытались объяснить одновременно и эту впадину, и необычно ровную поверхность. Среди версий были перенос выброшенного вещества с Марса или Фобоса, разрушение более древнего спутника и постепенное накопление материала после множества небольших ударов.

Авторы новой работы проверили другую идею: обе особенности могли возникнуть в результате одного крупного столкновения.

В Деймос мог врезаться астероид диаметром около 320 метров

Исследователи восстановили предполагаемую форму Деймоса до появления южной впадины, а затем начали виртуально «обстреливать» модель спутника астероидами.

Для этого использовали программу Bern SPH, предназначенную для моделирования высокоскоростных столкновений. Она учитывает пористость материала, внутреннее трение, прочность, разрушение и собственную гравитацию объекта.

«Мы создали подробную модель формы Деймоса из SPH-частиц, предварительно заполнив южную впадину, чтобы подготовить спутник к удару. Затем мы провели около ста симуляций — каждая занимала примерно неделю — меняя массу ударника и угол его подлёта», — рассказала Сабина Радукан в материале ESA.

В научной работе указано, что исследователи проверяли астероиды диаметром от 300 до 360 метров и разные направления столкновения. Скорость удара в модели составляла 8,2 км/с, или почти 30 тысяч км/ч.

Лучше всего с современной формой спутника совпал сценарий, при котором астероид диаметром примерно 320±25 метров ударил Деймос под углом около 45 градусов.

Более крупные ударники передавали спутнику слишком много энергии и в некоторых моделях полностью разрушали его.

Удар не уничтожил спутник, а засыпал его собственными обломками

Моделирование показало необычный результат. После столкновения огромные массы вещества были выброшены с поверхности, однако из-за слабой гравитации Деймоса далеко улетела лишь небольшая их часть. По расчётам, не более 1% вещества Деймоса после удара смогло улететь в космос.

Зато от 10 до 20% вещества Деймоса было перераспределено по его поверхности. Значительная часть выброшенного материала вернулась обратно и постепенно укрыла спутник рыхлым слоем реголита.

Толщина этого покрытия сильно различалась. На большей части поверхности речь могла идти как минимум о нескольких метрах, а на обращённой к Марсу стороне слой местами достигал примерно 200 метров. Эта масса обломков могла скрыть старые детали рельефа и придать Деймосу тот необычно гладкий вид, который космические аппараты наблюдают сегодня.

Независимая оценка по глубине древних кратеров дала среднюю толщину глобального слоя около 120 метров. Исследователи сравнили 14 крупных кратеров и обнаружили, что 13 из них значительно мельче, чем должны быть свежие кратеры сопоставимого размера.

Кратеры оказались буквально погребены под реголитом

Представить произошедшее можно как глобальную засыпку поверхности. После удара выброшенный материал падал обратно, заполняя уже существовавшие впадины. Поэтому часть древних кратеров сегодня выглядит необычно мелкой.

У двухкилометрового кратера на Деймосе глубина может составлять всего около 100 метров. Для свежего кратера такого размера на обычном каменистом теле ожидалась бы значительно большая глубина.

При этом древние кратеры полностью не исчезли. И именно их сохранность дала исследователям ещё одну подсказку о том, из чего состоит сам Деймос.

Внутри Деймос может напоминать огромную груду камней

Если бы небольшой спутник представлял собой плотное твёрдое тело, столь мощный удар должен был породить сильные ударные волны, прошедшие через весь Деймос. Многие старые структуры на противоположной стороне могли бы разрушиться.

Но они сохранились. Снимки Hera, полученные во время пролёта возле Марса 12 марта 2025 года, позволили обнаружить на обратной стороне Деймоса ранее не замеченные округлые образования, включая впадину радиусом около 3 километров.

«Мы начали серию моделирований ещё до пролёта Hera мимо Марса, надеясь, что наблюдения аппарата помогут дополнительно ограничить результаты. Так и произошло: сторона спутника, которую сняла Hera, показала дополнительные погребённые кратеры», — рассказала Радукан.

По её словам, сначала эти структуры было непросто увидеть на обычных изображениях. Их помогли заметить спектроскопические представления снимков, созданные участником научной команды Hera Брайаном Мэем.

После этого исследователи проверили, мог ли древний кратер пережить смоделированное столкновение.

В модели с плотным материалом удар практически стирал его. Когда же внутренность Деймоса делали очень пористой и легко сжимаемой, она поглощала значительную часть энергии, и кратер сохранялся.

Спутник оказался похож на астероиды «кучи щебня»

Исследование указывает на очень необычное внутреннее строение Деймоса. Его средняя плотность составляет около 1,5 г/см³, а оценочная пористость достигает 40–50%. Моделирование также требует крайне слабого поверхностного материала, который легко перемещается по склонам.

По своим механическим свойствам Деймос может быть ближе не к Луне, а к небольшим астероидам типа Бенну, Рюгу и Диморфа — рыхлым объектам, сложенным из множества отдельных фрагментов.

«Эта симуляция предполагает, что Деймос представляет собой тело типа “кучи щебня”, подобно многим астероидам», — отметил научный руководитель проекта Hera от ESA Михаэль Кюпперс.

При этом такое строение не доказывает, что Деймос когда-то был захваченным Марсом астероидом. Авторы Nature Astronomy отдельно подчёркивают этот момент: спутник мог сформироваться, например, из вещества, выброшенного с Марса после древних столкновений, а позднее приобрести сильно раздробленную и пористую структуру.

Hera помогла проверить модель ещё до прибытия к своей основной цели

Hera вообще летит не к Деймосу. Основная задача европейского аппарата связана с системой астероидов Дидим — Диморф, где NASA в 2022 году намеренно столкнуло аппарат DART с Диморфом в рамках эксперимента по планетарной защите.

Однако в марте 2025 года Hera использовала Марс для гравитационного манёвра. Траекторию рассчитали таким образом, чтобы аппарат одновременно смог провести наблюдения Деймоса.

Теперь эти снимки стали дополнительной проверкой модели его древнего столкновения.

«Это первый из целой серии результатов, показывающих, что решение приблизить Hera к Деймосу во время пролёта мимо Марса хорошо окупилось с научной точки зрения», — заявил Кюпперс.

Окончательно подтвердить предложенный сценарий пока нельзя. Сами авторы называют его одним из нескольких возможных объяснений. Но модель одновременно воспроизводит южную впадину, толстый слой реголита, неглубокие старые кратеры и особенности распределения материала по поверхности.

Дополнительную проверку сможет провести японская миссия MMX, предназначенная для исследования спутников Марса. Более детальные снимки и топографические измерения должны показать, действительно ли южная впадина имеет признаки огромного косого удара.

Читайте также:

Hubble раскрыл древнее столкновение, которое помогло построить молодой Млечный Путь

Samsung стала партнёром Modern Warfare 4: игра получит HDR10+ и формат 32:9

Глава Anthropic признал: ИИ-компании пока не выполнили больших обещаний

V12 на 850 сил и всего 150 машин: Aston Martin показала новый Valen

ChatGPT получил поддержку Google Drive для работы с файлами

Как прошло солнечное затмение — и чего ждать от лунного 28 августа

Футболист снял разгон BMW до 307 км/ч и получил четыре года тюрьмы

Астрономы почти вдвое расширили каталог рентгеновского неба с помощью eROSITA

Астрономы проследили сверхэнергичные частицы от пульсара на 40 световых лет

James Webb впервые обнаружил воду у звезды рядом с черной дырой в центре Млечного Пути

Rocket Lab допустила перенос первого запуска ракеты Neutron на 2027 год

 Добавьте «Aramil.life» в свои источники Google ☑