Аннотация:
Две давно неразгаданные загадки рельефа на поверхности меньшего спутника Марса Деймоса получили единое научное объяснение. Новое исследование, проведенное Бернским университетом в Швейцарии и опубликованное во всемирно авторитетном академическом журнале «Nature Astronomy», указывает на то, что огромный депрессивный бассейн возле южного полюса Деймоса и его толстый слой рыхлой пыли по всему миру, скорее всего, возникли в результате единственного сильного удара по наклону, вызванного астероидом диаметром около 320 метров около 100 миллионов лет назад.
У Марса есть два естественных спутника неправильной формы: Фобос и Деймос. Со времени первых изображений с высоким разрешением, полученных орбитальным аппаратом НАСА «Викинг-2» в 1977 году, ученые-планетологи были озадачены особым внешним видом Деймоса: совершенно отличающийся от Фобоса, который покрыт плотными обнаженными ударными кратерами и имеет шероховатую поверхность, Деймос демонстрирует необычную гладкость, а его поверхность плотно покрыта слоем густой и рыхлой обломочной пыли (реголита); в то же время вблизи ее южного полюса находится огромная депрессионная структура поразительных масштабов. На протяжении десятилетий механизм формирования этих двух замечательных особенностей был основной загадкой в изучении эволюции малых небесных тел в Солнечной системе.
Чтобы разгадать эту геологическую загадку, международная научно-исследовательская группа под руководством кафедры космических и планетарных наук Бернского университета объединила последние высокоточные изображения, полученные в ходе миссии Европейского космического агентства (ЕКА) «Гера» по облету Марса, и использовала передовой суперкомпьютерный код «Бернская гидродинамика сглаженных частиц» (SPH) для проведения углубленного моделирования. Исследовательская группа построила трехмерную цифровую модель Деймоса, содержащую миллионы виртуальных частиц. Изменяя размер, скорость, угол падения ударника и предположения о внутренней физической структуре спутника, потребовалось несколько месяцев для непрерывного запуска около 100 наборов моделирования столкновений высокой интенсивности.
В ходе симуляционного теста наконец был выявлен сценарий столкновения, который наиболее соответствовал реальным наблюдениям: астероид диаметром примерно 320 метров (приблизительно 1049 футов) столкнулся с регионом южного полюса Деймоса на высокой скорости и под углом наклона 45 градусов. Энергия, возникшая в результате столкновения, не только напрямую разбила огромный бассейн полярной депрессии, ясно видимый на поверхности, но и вызвала астрономические уровни обломков извержения. Под действием крайне слабого гравитационного поля Деймоса эти огромные количества каменного порошка и пыли, которые были выброшены в космос, затем медленно падали обратно под действием гравитации, снова равномерно оседая и покрывая всю поверхность спутника, как гигантский «слой косметической пудры». В некоторых районах толщина этих слоев скопления упавшей пыли даже превышает 200 метров, что глубоко погребает большое количество более ранних древних ударных кратеров, создавая сегодня уникальный гладкий и молодой вид Деймоса.
Исследование также неожиданно выявило чрезвычайно хрупкую и пористую внутреннюю физическую природу Деймоса. Согласно динамике столкновений, если бы Деймос был твердым и плотным твердым валуном, ударная волна, возникшая в результате сильного удара такой силы, должна была полностью разбить его на куски. Однако поверхностный материал Деймоса чрезвычайно рыхлый, а внутренняя структура очень пористая, напоминающая «кучу щебня», слабо удерживаемую гравитацией. Эта рыхлая и пористая физическая буферная характеристика эффективно поглощает и рассеивает большую часть кинетической энергии ударного повреждения в момент удара, позволяя ему противостоять катастрофическим потрясениям, которые меняют глобальный ландшафт, чудесным образом сохраняя общую структуру от полного распада.
Исследователи отметили, что эта модель изменения формы удара не только разумно объясняет множественные характеристики внешнего вида Деймоса с помощью одного события, но также обеспечивает ключевые теоретические ограничения для проверки споров о происхождении Деймоса о том, является ли Деймос инопланетным астероидом, захваченным Марсом, или конденсацией обломков, выброшенных с поверхности Марса в результате раннего сильного удара. Поскольку миссия по исследованию Марса (MMX) под руководством Японии, как ожидается, прибудет на орбиту Марса в 2027 году для исследования на близком расстоянии и планирует вернуть образцы, люди смогут использовать почвенные и геологические радиолокационные данные, полученные на земле, для окончательной проверки теоретического предсказания о том, что этот единственный удар изменит форму всей планеты.
Комментарии