Deimos, księżyc Marsa, może zawdzięczać swój wygląd jednemu uderzeniu asteroidy

Deimos, księżyc Marsa, może skrywać ślady potężnego uderzenia asteroidy. Naukowcy wykorzystali symulacje komputerowe oraz dane zebrane przez sondę Hera, aby wyjaśnić pochodzenie charakterystycznego zagłębienia w pobliżu południowego bieguna oraz warstwy regolitu pokrywającej jego powierzchnię.

Deimos, księżyc Marsa, może nosić ślady potężnego uderzenia

.Deimos, mniejszy z dwóch księżyców Marsa i jednocześnie położony dalej od planety, ma kształt zbliżony do owalu i głębokie zagłębienie w rejonie bieguna południowego. W przeciwieństwie do pokrytego śladami uderzeń Fobosa, jest on przykryty luźną warstwą pyłu i gruzu, zwaną regolitem, która nadaje mu gładszy i bardziej zapylony wygląd. Choć w ciągu ostatnich dziesięcioleci liczne sondy kosmiczne dostarczyły coraz bardziej szczegółowych zdjęć jego powierzchni, pochodzenie tej warstwy materiału oraz zagłębienia przy biegunie południowym wciąż pozostawało dla astronomów niejasne.

W ramach nowego badania naukowcy pod kierownictwem Sabiny Raducan z University of Bern, korzystając z symulacji komputerowych, wykazali, że charakterystyczne zagłębienie w pobliżu południowego bieguna Deimosa najprawdopodobniej powstało w wyniku pojedynczego uderzenia asteroidy, które nie doprowadziło do zniszczenia księżyca. Ta sama kolizja mogła również doprowadzić do utworzenia się warstwy regolitu pokrywającej jego powierzchnię. W swojej analizie astronomowie wykorzystali dane pochodzące z przelotu należącej do ESA sondy Hera w pobliżu Deimosa. Pojazd jest obecnie w drodze do Dimorphosa, księżyca asteroidy (65803) Didymos. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Nature Astronomy”.

Aby zbadać, w jaki sposób powstały zagłębienie i struktura powierzchni Deimosa, naukowcy wykorzystali specjalistyczne oprogramowanie służące do symulacji komputerowych kolizji asteroid, komet i planet. W ramach tych analiz zderzające się ciała są dzielone na miliony cząstek, których zachowanie podczas uderzenia zależy od wzajemnego oddziaływania różnych zmiennych, takich jak grawitacja, gęstość i wytrzymałość materiału. W symulacjach astronomowie zmieniali rozmiar, prędkość i kąt uderzenia potencjalnego obiektu, a także wewnętrzną strukturę Deimosa. Naukowcy przeprowadzili około stu symulacji, z których każda trwała około tygodnia. Następnie porównali ich wyniki z danymi obserwacyjnymi uzyskanymi przez sondę ESA.

W marcu 2025 roku misja Hera wykorzystała przelot w pobliżu Marsa do wykonania tak zwanego manewru asysty grawitacyjnej, który pozwolił jej obrać kurs na właściwy cel, czyli Dimorphosa. Stworzyło to wyjątkową okazję do obserwacji Deimosa z niewielkiej odległości.

W przyszłości sonda ma szczegółowo zbadać skutki uderzenia sondy DART należącej do NASA w Dimorphosa. Wyniki pozwolą ocenić możliwość wykorzystania odchylania asteroid jako potencjalnej metody ochrony Ziemi przed ich uderzeniami.

Jedna kolizja mogła pokryć powierzchnię regolitem

.Zdaniem naukowców wyniki badania wskazują na jeden scenariusz. Asteroida o średnicy około 320 metrów, uderzająca pod kątem 45 stopni, mogła doprowadzić do powstania obserwowanego zagłębienia przy południowym biegunie, odpowiadającego jego rozmiarom i kształtowi. Scenariusz ten mógłby wyjaśniać również cienką warstwę regolitu rozciągającą się na całym księżycu. Podczas kolizji duże ilości materiału mogły zostać wyrzucone na powierzchnię, pokrywając wiele istniejących wcześniej struktur. W niektórych miejscach warstwa ta mogła mieć ponad 200 metrów grubości.

Badacze wyjaśniają, że pojedyncze uderzenie wystarczyło, aby w znacznym stopniu ukształtować obecną powierzchnię Deimosa. Kolizja była wystarczająco silna, by doprowadzić do globalnego przemieszczenia materiału, ale nie na tyle gwałtowna, by rozbić księżyc.

Porównanie modelu z obserwacjami, jak twierdzą naukowcy, pokazało również, że wierzchnie warstwy Deimosa charakteryzują się niską wytrzymałością, a jego wewnętrzna struktura jest bardzo porowata. Dzięki temu siły powstałe podczas uderzenia zostały osłabione.

Budowa księżyca mogła osłabić siłę uderzenia

.Astronomowie zwracają uwagę, że pod względem właściwości fizycznych Deimos bardziej przypomina tak zwane asteroidy typu „rubble pile” niż Księżyc Ziemi. Nie oznacza to jednak, że jest on tego typu ciałem niebieskim. Mógł również powstać z materiału wyrzuconego podczas uderzeń w Marsa.

Choć możliwe są również inne wyjaśnienia gładkiej powierzchni Deimosa i powstania południowego zagłębienia, naukowcy podkreślają, że badanie przedstawia spójne wyjaśnienie obu tych cech oraz dostarcza informacji, które będą mogły zostać sprawdzone przez przyszłe misje kosmiczne.

Emil Gołoś