АСТЕРОИД, КОТОРОМУ DART ОБНОВИЛ ПОКРЫТИЕ

Когда 26 сентября 2022 года космический аппарат NASA DART врезался в Диморф, он изменил орбиту этого небольшого астероида вокруг его более крупного партнёра, Дидима. Телескопы и маленький зонд LICIACube наблюдали, как разлетается шлейф обломков. Переданный импульс и форма этого шлейфа указывают, что Диморф — груда обломков (rubble pile): рыхлая куча валунов и гравия, едва удерживаемая вместе.

Однако этим наблюдениям могут соответствовать разные внутренние строения. Команда из Бельгии и Румынии задалась вопросом, куда обломки отправились дальше и что это значит для миссии Европейского космического агентства Hera, которая прибудет к паре в конце 2026 года, чтобы завершить эксперимент DART.

Восемь миллионов частиц и шар массой 580 килограммов

Исследователи использовали код гидродинамики сглаженных частиц (smoothed particle hydrodynamics, SPH), который разбивает тело на миллионы мелких частиц, несущих массу и давящих друг на друга, — около 8 миллионов за один прогон.

• DART превратился в алюминиевую сферу массой 580 килограммов, ударяющую со скоростью 6,14 км/с вдоль своей восстановленной траектории.
• Диморф был эллипсоидом размером около 177 × 151 × 116 метров: угловатые валуны поперечником от 2,2 до 18 метров, упакованные в гравий, на 45% состоящий из пустоты.
• Во второй версии в центр добавили валун размером 64 метра. Эти два тела весят 3,53 и 3,79 миллиарда килограммов.
• Учитывались притяжение Дидима, находящегося в 1,2 км, и вращение пары. Каждый прогон охватывал шесть часов — примерно половину оборота Диморфа вокруг Дидима.

Тринадцать процентов вверх, двенадцать обратно

• Удар выбросил около 13% массы Диморфа, в основном со скоростями в несколько сантиметров в секунду.
• Около 12% массы астероида упало обратно на него. Около 1% захватил Дидим или осталось связанным с парой; лишь около 0,2% покинуло систему.
• Около 80% возвращающегося вещества приземлилось в течение 30 минут.

Вместо чашеобразного кратера удар оставил плоскодонную впадину. Возвращающиеся обломки покрыли всю поверхность, но неравномерно: слоем более 8 метров вокруг края впадины и лишь несколько десятков сантиметров вблизи антипода — точки, противоположной месту удара. При такой слабой гравитации притяжение Дидима и вращение пары искривляют траектории медленных обломков; без этих эффектов прежние моделирования давали равномерное покрывало.

Крупные валуны пробивали падающие обломки, оставались открытыми и заслоняли грунт позади себя. Центральный валун почти не изменил общую картину: вдали от края и от валунов слои обломков в двух моделях в целом различаются по толщине меньше чем на метр.

Слева: разрезы двух смоделированных астероидов до и после удара (нижний ряд — с центральным валуном). Справа: покров обломков однородной модели с четырёх сторон (жёлтый — выпавшие обломки; синий — менее 20 см). — Рисунок 1, Raducan et al. (2026), arXiv:2610.35718.

Гравитация с новыми неровностями

До удара картину гравитации на поверхности задавала форма астероида. После него общая картина почти не меняется, но появляются локальные изменения, достигающие около 0,004 миллиметра на секунду в квадрате (гравитация измеряется как скорость, которую падающий предмет набирает за каждую секунду) — примерно 10% местной гравитации до удара. Новые неровности создают в основном валуны метрового размера: их выбрасывает медленнее, чем гравий, поэтому они чаще остаются на астероиде, а удар к тому же выкапывает погребённые валуны.

А спрятанный 64-метровый валун? Он делает гравитацию сильнее повсюду — просто потому, что тело тяжелее, — но не оставляет никакого характерного рисунка, за исключением одного места. Внутри впадины выемка грунта приблизила к нему поверхность примерно на 20 метров. По сравнению с телом той же формы и однородной плотности (аномалия Буге) гравитация там примерно на 10% выше — это другие 10%, не те, что упоминались раньше, где астероид сравнивали до и после удара, — сигнал, которого нет в однородной модели.

Смоделированная гравитация на поверхности до удара (вверху) и через шесть часов после него (в центре), а также изменение (внизу), без центрального валуна (слева) и с ним (справа); крестиком отмечено место удара. — Рисунок 3, Raducan et al. (2026), arXiv:2610.35718.

С чем встретятся приборы Hera

Hera измерит форму и массу пары. Её маленький кубсат Juventas исследует Диморф низкочастотным радаром JuRa, а после посадки измерит местную гравитацию гравиметром GRASS. Камера HyperScout-H снимет поверхность в узких полосах света от 0,65 до 0,95 микрометра.

• Цвета. Отражённый свет зондирует лишь верхние несколько микрометров (тысячных долей миллиметра) поверхности, а даже самые тонкие предсказанные отложения толще: в цветах HyperScout-H большая часть Диморфа может выглядеть свежеобновлённой — видны будут обломки от удара DART, а не прежняя поверхность. Старая поверхность, скорее всего, сохранилась у антипода и рядом с заслоняющими валунами.
• Гравитация. Предсказанные изменения примерно в сто раз больше, чем то, что способен обнаружить GRASS. Близлежащие валуны и неравномерные обломки могут сместить и силу, и направление измеряемого им притяжения.
• Глубина. Глубокие недра легче всего прощупать внутри впадины. Но одна точка может не представлять весь астероид, а одна лишь гравитация не позволяет отделить неглубокие валуны от глубоких: этот пробел должен заполнить радар, заглядывающий внутрь.

Шесть часов, две крайности

Это две крайние версии Диморфа, а не настоящий Диморф; обе тяжелее недавней оценки, полученной по его движению, — около 2,7 миллиарда килограммов. Значения толщины предполагают, что выпавший гравий на 20% менее плотный, чем прежде; если он рыхлее, слои толще указанных. А когда моделирование останавливается через шесть часов, последние 6% обломков всё ещё кружат вокруг пары по траекториям, которые могут завершиться лишь через срок от нескольких дней до нескольких недель.