Моделирование указало на возможную деформацию Диморфа после тарана зондом DART
Планетологи смоделировала столкновение зонда DART с астероидом Диморф и пришли к выводу, что если данное тело обладает малой когезионной прочностью, то удар в него не приведет к образованию обычного кратера. Вместо этого часть вещества астероида будет смещена и выброшена прочь, что приведет к глобальному изменению его формы. Статья опубликована в The Planetary Science Journal.
Проект DART (Double Asteroid Redirection Test) стал первой попыткой экспериментальной проверки одного из методов планетарной защиты. Ожидается, что в ходе контролируемого тарана аппаратом небольшого астероида Диморф, входящего в двойную систему (65803) Дидим, его орбитальный период изменится на 4-7 минут, что будет интерпретироваться как успех. Попытка тарана намечена на 2 октября 2022 года, а в 2027 году до Диморфа доберется станция Hera, которая детально исследует систему и подтвердит изменение орбиты Диморфа.
Сабина Рэдукан (Sabina D. Raducan) и Мартин Юци (Martin Jutzi) из Бернского университета опубликовали результаты моделирования процесса столкновения объекта типа DART с небольшими сферическими и эллипсоидальными астероидами для оценки возможного исхода подобного события. Ученые исходили из того, что величина изменения орбиты астероида сильно зависит от свойств его поверхности и недр, а астероиды, диаметром менее 50 километров, являются результатом распада более крупного родительского тела. Такие объекты (например, Рюгу или Бенну) могут быть «кучами щебня» — агломератами, удерживаемыми вместе только за счет собственной гравитации или небольших сил сцепления.
Ученые использовали ударную модель, основанную на гидродинамике сглаженных частиц и учитывающую поведение геологических материалов и уплотнение пористого вещества при столкновении. Тело-ударник в модели представляло собой сферу с массой 500 килограммов, плотностью около 1000 килограммов на кубический метр, движущуюся со скоростью 6 километров в секунду. Рассматривалась эволюция астероида в течение 2 часов после ударного воздействия.
Исследователи установили, что события столкновений, где размер ударника составляет менее 1/150 размера цели, могут все равно значительно деформировать плохо связанные между собой астероиды. Чем меньше когезионная прочность вещества астероида, тем больше вещества будет перемещаться (до 20 процентов) или выбрасываться прочь (до 3 процентов), со скоростью, превышающей скорость убегания. Планетологи полагают, что прочность Диморфа меньше 50 Паскалей, если она находится на уровне 10 Паскалей, то удар DART может не привести к образованию классического кратера, а приведет к глобальному изменению формы астероида. При этом угол налета DART на Диморф, вероятно, не окажет значительного влияния на этот процесс.
Подробнее о методах планетарной защиты и том, как будет проходить полет DART, можно узнать в материале «Вломи ему, Дарт!».
Александр Войтюк
Астрономам помогло моделирование на суперкомпьютерах
Избыток массивных эллиптических галактик вблизи сверхгалактической плоскости не является аномалией, а хорошо объясняется в рамках теории холодной темной материи. К такому выводу пришли астрономы, проанализировав данные компьютерного моделирования распределения галактик разных типов в Местном сверхскоплении. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy. Стандартная теория формирования галактик предсказывает, что дисковые галактики эволюционируют достаточно изолировано, в основном за счет звездообразования, подпитываемого непрерывной аккрецией газа из межгалактической среды. Если же температура среды вне галактики будет повышенной, поступление газа в гало галактики будет ограничено и звездообразование затухнет. Это характерно для плотных областей, содержащих обширные гало темной материи, где также чаще происходят слияния галактик, что приводит к образованию эллиптических галактик. Местное сверхскопление галактик представляет собой крупнейшую структуру в Местной Вселенной, куда входит и Млечный Путь. Она связана со сверхгалактической плоскостью и демонстрирует избыток ярких эллиптических и активных в радиодиапазоне галактик, при этом избытка дисковых галактик не наблюдается. Группа астрономов во главе с Тиллем Савалой (Till Sawala) из Университета Хельсинки представила результаты космологического моделирования SIBELIUS DARK на суперкомпьютерах COSMA 8 и CSC Mahti, которое воспроизводит распределение галактик на расстояниях до двухсот мегапарсек от Местной Группы галактик в рамках модели ΛCDM (модели холодной темной материи) и стандартной теории формирования галактик. Начальные условия моделирования подбирались так, чтобы соответствовать крупномасштабной структуре галактик по данным обзора неба 2M++ и сравнивались с данными наблюдений обзора 2MASS. В моделировании слияния галактик и звездообразование, вызванное нестабильностью диска, были основными процессами, которые могут привести к росту балджа галактики и трансформации дисковой галактики в эллиптическую. Моделирование смогло воспроизвести наблюдаемое пространственное распределение дисковых и эллиптических галактик, в частности, наблюдаемый избыток массивных эллиптических галактик вблизи сверхгалактического экватора. Во-первых, самые массивные эллиптические галактики в диапазоне красного смещения z=0,01-0,02 гораздо массивнее самых массивных дисковых галактик, а интенсивность образования групп сильно зависит от массы галактик. Во-вторых, похоже, что среда в сверхгалактической плоскости препятствует созданию условий, необходимых для образования массивных дисковых галактик, таких как относительно спокойные события слияний и постоянный приток холодного газа. Таким образом, наблюдаемое распределение галактик не выглядит аномалией, а вписывается в предсказания модели ΛCDM и стандартной модели формирования галактик. Ранее мы рассказывали о том, как сверхтекучая темная материя не выдержала проверку Млечным Путем.
