„Subkatastrofalne” uderzenie asteroidy wyjaśnia niezwykły wygląd Deimosa
Deimos, mniejszy z księżyców Marsa, od dawna intryguje naukowców swoją gładką powierzchnią. Wygląda, jakby został celowo pokryty grubą warstwą pyłu. Najbardziej charakterystycznym elementem jego powierzchni jest rozległe zagłębienie w okolicy bieguna południowego. Znajduje się tutaj płytka niecka o średnicy około 10 kilometrów, którą widać już na zdjęciach z sond Viking.
Sabina D. Raducan i jej koledzy z Francji, USA, Japonii i Rumunii poinformowali na łamach Nature Astronomy, że rozwiązali zagadkę niecki i regolitu pokrywającego Deimosa. Rozwiązanie to jest zaskakująco proste – przyczyną takiego stanu rzeczy jest pojedyncze zderzenie z asteroidą.
Na wstępie badań naukowcy postawili hipotezę, że uderzenie, które utworzyło nieckę, rozrzuciło po całym księżycu materiał tworzący dzisiejszy regolit. By ją sprawdzić, przeprowadzili symulacje hydrodynamiczne uwzględniające m.in. tarcie wewnętrzne, porowatość czy zachowanie materiału przy zgniataniu. Symulowali kolizje Deimosa z asteroidami o średnicy od 300 do 360 metrów, uderzającymi w biegun południowy z prędkością 8,2 km/s pod różnymi kątami i z różnym przesunięciem względem centrum.
Najlepsze dopasowanie do dzisiejszego kształtu Deimosa – co potwierdzono dwiema niezależnymi metodami – dało zderzenie z asteroidą o średnicy około 320 metrów, która uderzyła pod kątem 45 stopni, z przesunięciem ok. 2 kilometrów od centrum. Taki scenariusz dał w symulacjach kształt niecki zgodny z obserwowanym z dokładnością do kilku metrów. Było to uderzenie „subkatastrofalne”, potężne, ale nie na tyle, by rozerwać Deimosa.
Symulacje pokazały, że tylko niewielka część wyrzuconej z Deimosa masy uzyskała prędkość ucieczki. Natomiast 10–20 procent materiału rozprzestrzeniło się po całym księżycu, tworząc warstwę okruchów o grubości sięgającej lokalnie 200 metrów po stronie zwróconej ku Marsowi. Taką budowę potwierdzają pomiary 14 największych kraterów Deimosa. Są one znacznie płytsze niż powinny być świeże kratery tej wielkości, co wskazuje, że są pogrzebane pod warstwą regolitu grubości 100–150 metrów.
Symulacje pozwoliły też oszacować właściwości mechaniczne Deimosa. Spoistość regolitu musi być znacznie mniejsza niż regolitu na naszym Księżycu. Ponadto, by wnętrze Deimosa mogło stłumić takie uderzenie i zachować stare kratery po przeciwnej stronie globu, materiał musiał być wysoce porowaty i dyssypatywny. To wskazuje, że Deimos bardziej przypomina luźno związaną kupę gruzu (jak asteroidy Ryugu czy Bennu), a nie zwięzłe skaliste ciało.
Obliczony transfer pędu i energii również zgadza się z tym, co obecnie obserwujemy. Zderzenie nieznacznie zmieniłoby mimośród i nachylenie orbity księżyca, a ewentualne zaburzenia rotacji zostałyby zniwelowane przez siły pływowe Marsa najpóźniej w ciągu kilkudziesięciu tysięcy lat.
Komentarze (0)