Новое исследование показало, что скалистые обломки, оторвавшиеся от крошечного астероида Диморфос, когда космический аппарат НАСА DART намеренно врезался в него в 2022 году, могут вызвать первый метеорный поток, созданный человеком, известный как Диморфиды.
Американское космическое агентство запланировало миссию DART, или испытание на двойное перенаправление астероидов, для проведения полномасштабной оценки технологии отклонения астероидов в интересах планетарной обороны, рассказывает CNN.
НАСА хотело выяснить, будет ли достаточно кинетического удара — такого, как столкновение космического корабля с астероидом со скоростью 6,1 километра в секунду, — чтобы изменить движение небесного объекта в космосе.
Ни Диморфос, ни крупный космический объект, вокруг которого он вращается, известный как Дидимос, не представляют опасности для Земли. Тем не менее, система из двух астероидов была идеальной мишенью для тестирования технологии отклонения, поскольку размеры Диморфоса сопоставимы с размерами астероидов, которые могут угрожать нашей планете.
Астрономы использовали наземные телескопы для наблюдения за последствиями столкновения в течение почти двух лет, и они определили, что космический аппарат DART успешно изменил направление движения Диморфоса, сместив период обращения астероида-спутника — или время, необходимое для совершения одного оборота вокруг Дидимоса — примерно на 32-33 минуты, отмечает CNN.
Но ученые также подсчитали, что в результате преднамеренного столкновения образовалось более 1 миллиона килограммов камней и пыли — этого достаточно, чтобы заполнить шесть или семь железнодорожных вагонов. Вопрос о том, где именно в космосе окажется весь этот материал, остается открытым.
Новые исследования показывают, что фрагменты Диморфоса окажутся вблизи Земли и Марса в течение одного-трех десятилетий, а некоторые обломки могут достичь Красной планеты в течение семи лет. Мелкие обломки также могут достичь атмосферы Земли в течение следующих 10 лет. Журнал Planetary Science Journal принял это исследование к публикации.
“Этот материал может создавать видимые метеоры (обычно называемые падающими звездами), когда они проникают в атмосферу Марса, - рассказывает ведущий автор исследования Элой Пенья Асенсио, научный сотрудник исследовательской группы по астродинамике дальнего космоса в Политехническом университете Италии в Милане. - Как только первые частицы достигнут Марса или Земли, они могут продолжать прибывать периодически, по крайней мере, в течение следующих 100 лет, что соответствует продолжительности наших расчетов”.
По словам Пенья Асенсио, отдельные фрагменты имеют небольшой размер - от частиц типа песчинок до фрагментов, похожих по размеру на смартфоны, поэтому ни один из обломков не представляет опасности для Земли.
“Они распадутся в верхних слоях атмосферы в результате процесса, известного как абляция, вызванного трением с воздухом на сверхскоростях, - сказал он. - Нет никакой возможности для того, чтобы диморфный материал достиг поверхности Земли”.
Но понять, когда обломки могут достичь Земли, сложнее и зависит от оценки скорости их движения, подчеркивает CNN.
Когда космический аппарат врезался в Диморфос, он был не один. Небольшой спутник под названием LICIACube отделился от космического аппарата перед столкновением, чтобы запечатлеть столкновение и облако обломков, образовавшееся после него.
“Эти важнейшие данные позволили и продолжают позволять проводить детальный анализ обломков, образовавшихся в результате столкновения”, - говорит Пенья Асенсио.
Исследовательская группа использовала данные LICIACube и суперкомпьютерные средства Консорциума университетских служб Каталонии для моделирования траектории движения 3 миллионов частиц, образовавшихся в результате столкновения. В ходе компьютерного моделирования были измерены различные возможные траектории и скорости перемещения частиц по Солнечной системе, а также то, как излучение, испускаемое Солнцем, может повлиять на движение частиц.
По словам Пенья Асенсио, предыдущие исследования, предшествовавшие столкновению, предполагали возможность попадания частиц Диморфоса на Землю или Марс, но для нового исследования команда ограничила результаты моделирования, чтобы привести их в соответствие с данными LICIACube, полученными после столкновения.
Результаты исследования подтверждают, что если бы обломки были выброшены из Диморфоса со скоростью 500 метров в секунду, некоторые фрагменты могли бы достичь Марса, в то время как другие, более мелкие и быстро движущиеся обломки, движущиеся со скоростью 1600 метров в секунду, потенциально могли бы достичь Земли.
Команда заявила, что остается неопределенность относительно природы обломков, но пришла к выводу, что самые быстро движущиеся частицы могут достичь Земли менее чем за 10 лет.
Авторы исследования считают маловероятной возможность того, что метеорный поток Диморфидов достигнет Земли, но они не могут этого исключить, сказал Пенья Асенсио. И если бы это произошло, это был бы небольшой, слабый метеорный поток, отмечает CNN.
“Образовавшийся метеорный поток было бы легко идентифицировать на Земле, поскольку он не совпадал бы ни с одним из известных метеорных потоков, - утверждает Пенья Асенсио. - Эти метеоры будут двигаться медленно, их пиковая активность ожидается в мае, и они будут видны в основном в южном полушарии, по-видимому, они появятся вблизи созвездия Инд”.
И хотя исследователи не рассматривали эту возможность в своей статье, их исследование показало, что обломки Диморфоса могли достичь других близлежащих астероидов.
По словам соавтора исследования Майкла Кюпперса, планетолога из Европейского центра космической астрономии, в результате столкновения ожидался выброс обломков, но вероятность того, что материал достигнет Земли или Марса, можно было рассчитать только после столкновения.
“Лично я сначала был удивлен, увидев, что, хотя столкновение произошло близко к Земле, примерно на расстоянии 11 миллионов километров, выброшенным при ударе обломкам легче достичь Марса, чем Земли, - отмечает Кюпперс. - Я полагаю, причина в том, что Дидимос пересекает орбиту Марса, но остается за пределами орбиты Земли".
Частицы могут быть выброшены околоземными астероидами, такими как Фаэтон, который является причиной метеорного потока Геминид, пик которого приходится на середину декабря каждого года. По словам Патрика Мишеля, астрофизика и директора по исследованиям Национального центра научных исследований во Франции, изучение того, что было выброшено при падении DART, может помочь предсказать, когда такой материал достигнет Земли или Марса. Мишель не принимал участия в исследовании.
“Это исследование пытается количественно оценить такую возможность и подтверждает, что это может произойти, даже если оно опирается на моделирование, которое имеет свои собственные неопределенности”, - сказал Мишель.
По словам Пенья Асенсио, будущие наблюдения могут помочь исследователям уточнить измерения массы обломков и определить, насколько быстро они перемещаются, чтобы рассчитать ожидаемую метеорную активность.
Эти наблюдения будут проведены миссией Hera. Ожидается, что в октябре стартует миссия Европейского космического агентства для наблюдения за последствиями падения DART, которая прибудет в систему астероидов ближе к концу 2026 года. Вместе с парой кубоспутников космический аппарат изучит состав и массу Диморфоса, а также его трансформацию в результате столкновения. Hera также определит, какой импульс был передан от космического аппарата астероиду.
“Есть ли там ударный кратер, или воздействие было настолько сильным, что Диморфос глобально изменился? - задается вопросом Кюпперс, который также является научным сотрудником проекта миссии Hera. - Из наземных данных у нас есть некоторые доказательства последнего. "Гера" сообщит нам об этом наверняка”.
В целом, миссия позволит астрономам понять динамическую эволюцию обломков, “образовавшихся в результате столкновения в такой сложной системе двойных астероидов”, отмечает Патрик Мишель.
