Единственный удар астероида мог изменить внешний вид Деймоса

Недавнее исследование, опубликованное 18 августа 2026 года в журнале Nature Astronomy, предполагает, что единственный удар астероида мог значительно изменить облик Деймоса, внешней луны Марса. Ученые установили, что астероид диаметром 320 метров, столкнувшийся с Деймосом под углом 45 градусов, создал как южную депрессию, так и слой реголита, покрывающий поверхность этого небольшого небесного тела.

Деймос: Уникальная Луна Марса

Деймос имеет форму, напоминающую картошку, и его диаметр составляет 12 километров. Он находится на расстоянии около 23 460 километров от центра Марса, что примерно на 20 000 километров больше его поверхности. В отличие от Фобоса, другой луны Марса, которая сильно покрыта кратерами и трещинами, Деймос выглядит гораздо более гладким и пыльным, с мягким слоем пыли и обломков, известным как реголит. Одной из его главных особенностей является впечатляющий бассейн шириной 10 километров вокруг южного полюса, напоминающий седло между горами.

Несмотря на то, что множество космических зондов предоставили все более детализированные изображения его поверхности на протяжении десятилетий, происхождение слоя обломков и депрессии на южном полюсе оставалось неопределенным. Деймос и Фобос, названные в честь греческих богов Страха и Паники, вероятно, являются захваченными астероидами из главного пояса астероидов между Марсом и Юпитером или даже из более удаленных регионов Солнечной системы.

Код Bern SPH: Моделирование Удара Астероида по Деймосу

Для исследования использовались высокоточные компьютерные симуляции с применением кода Bern Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), разработанного в Университете Берна на протяжении более двух десятилетий. Этот код предназначен для моделирования столкновений между астероидами, кометами или планетами, разбивая тела в столкновении на миллионы частиц, поведение которых контролируется взаимодействием различных переменных, таких как гравитация, плотность и прочность материала. Эта методология также использовалась для моделирования столкновения зонда DART NASA с астероидом Диморфос.

Исследование возглавила международная команда под руководством доктора Сабины Радукан, которая сотрудничала с Обсерваторией Лазурного Берега, Университетом Аризоны и Университетом Токио. Радукан работала исследователем в Институте физики Университета Берна до октября 2025 года и сейчас является управляющим научной программой в Международном институте космических наук и старшим исследователем в Свободном университете Брюсселя.

Команда создала детальную модель формы Деймоса из частиц SPH, заполнив южную депрессию, чтобы подготовить ее к удару. Затем было выполнено около ста симуляций, каждая из которых занимала около недели, для проверки различных масс ударника и углов подхода.

Что такое код SPH Берна?

Код Bern Smoothed Particle Hydrodynamics — это программное обеспечение для симуляции, которое воссоздает небесные тела в виде миллионов связанных частиц. Их взаимодействие регулируется программируемыми переменными, включая гравитацию, прочность и когезию материалов. Этот инструмент позволяет точно моделировать космические столкновения.

Уникальный Удар Объясняет Внешний Вид Деймоса

Результаты исследования указывают на то, что астероид, ударивший под углом 45 градусов и имеющий диаметр около 320 метров (1 050 футов), стал причиной наблюдаемой депрессии на южном полюсе по ее размеру и форме, а также объясняет тонкий слой реголита, наблюдаемый по всей луне. Кроме того, во время столкновения значительные объемы материала были выброшены на поверхность, покрывая многие существующие характеристики местности на глубину до 200 метров (650 футов).

Сравнение модели с наблюдениями также показывает, что верхние слои Деймоса исключительно слабы, а его внутренняя структура имеет высокую пористость, что смягчило силы удара. По своим физическим свойствам Деймос больше напоминает так называемые «обломочные астероиды», чем Луну Земли. Тем не менее, это не означает, что Деймос действительно является астероидом: он мог также образоваться из материала, выброшенного в результате ударов по Марсу.

Согласно словам Сабины Радукан, также сопредседателя рабочей группы по физике ударов для научной команды Hera, симуляция согласуется с наблюдаемыми паттернами яркости на поверхности луны, связанными с постепенной миграцией реголита, который ведет себя больше как слабо упакованная пыль, чем как нечто более когезивное. Аналогично, южная депрессия сгладилась, а не сохранила четкий кратер.

Обнаруженная Хрупкая Внутренняя Структура

Наличие предыдущих кратеров на поверхности указывает на то, что Деймос имеет относительно хрупкую природу. Удары создавали ударные волны, которые резонировали через более твердые тела, как звуки колокольчика, нарушая или стирая старые характеристики. Их выживание указывает на высокую пористость и трещиноватость внутренней структуры, которая эффективно смягчала силы удара на субкатастрофическом уровне.

Данные Hera: Важный Пролет в Марте 2025 года

В марте 2025 года миссия Hera использовала пролет мимо Марса для маневра гравитационного ассистирования, направляясь к своей основной цели — Диморфосу, что предоставило уникальную возможность: Hera близко наблюдала Деймос. 12 марта 2025 года зонд пролетел мимо Деймоса на расстоянии 5 000 километров от Марса и примерно 300 километров от самой луны, захватив некоторые изображения с расстояния около 1 000 километров. Тем не менее, зонд смог получить отличные изображения Красной планеты и ее маленькой луны.

Это была возможность для наземной научной команды Hera использовать научные инструменты космического аппарата на объекте за пределами Земли и Луны впервые. Деймос, находясь на расстоянии около 20 000 километров от поверхности Марса и находясь в приливном захвате, показывает только одну сторону, что делает его редко видимым.

Прогнозы для Миссии MMX от JAXA

Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) в настоящее время готовит миссию Martian Moons eXploration (MMX), запуск которой запланирован на июнь 2026 года. Целью этой миссии является детальное изучение обеих марсианских лун и возвращение образцов с Фобоса на Землю. Исследование предоставляет важные и конкретные прогнозы для японской миссии MMX, такие как толщина и распределение слоя реголита, а также механические свойства материала Деймоса, что дает MMX более четкое представление о том, чего ожидать от его инструментов и, в конечном итоге, при сборе образцов.

Название миссии

Martian Moons eXploration (MMX)

Агентство

JAXA (Япония)

Запланированный запуск

Июнь 2026

Цели

Фобос и Деймос

Главная цель

Возврат образцов с Фобоса

Хотя альтернативные объяснения для гладкой поверхности и южного бассейна Деймоса остаются возможными, это исследование предлагает единое объяснение для обеих характеристик и предоставляет практические прогнозы, которые могут быть проверены в ходе будущих космических миссий. Тем не менее, Майкл Кюпперс, ученый проекта Hera от ESA, отмечает, что эта симуляция подразумевает, что Деймос является телом, состоящим из обломков, схожим с многими астероидами.

Ключевые результаты исследования

Высокоточные компьютерные симуляции с использованием кода Bern SPH показали, что характерная депрессия рядом с южным полюсом Деймоса, вероятно, была сформирована единственным неразрушительным ударом астероида, который также создал слой реголита, присутствующий на Деймосе. Исследование опубликовано в Nature Astronomy.