Двойная удача: космический аппарат NASA обнаружил два астероида во время пролета мимо Динкинеша

В начале ноября 2023 года космический аппарат NASA «Люси» (Lucy) совершил свой первый пролет мимо астероида. В итоге оказалось, что астероид Динкинеш (Dinkinesh), который находится в основном поясе астероидов между Марсом и Юпитером, является бинарной системой, состоящей из двух небесных тел, вращающихся вокруг общего центра масс. Это удивительное открытие подтверждает, что миссия «Люси» является одной из самых амбициозных и перспективных в истории изучения малых тел Солнечной системы.

Что такое миссия «Люси»?

Миссия «Люси» была запущена 16 октября 2021 года с помощью ракеты-носителя Atlas V с космодрома на мысе Канаверал во Флориде. Ее целью является исследование семи астероидов, принадлежащих к двум группам, называемым троянцами Юпитера. Троянцы Юпитера — это астероиды, которые находятся на орбитах вокруг Солнца, совпадающих с орбитой Юпитера, но расположенные в двух точках, называемых точками Лагранжа L4 и L5. В этих точках сила тяготения Солнца и Юпитера уравновешивают друг друга, создавая условия для стабильного положения астероидов. Троянцы Юпитера считаются реликтами ранней истории Солнечной системы, которые могут содержать важную информацию о ее формировании и эволюции.

Миссия «Люси» названа в честь скелета древней гоминиды, обнаруженного в Эфиопии в 1974 году и получившего имя по песне группы The Beatles «Lucy in the Sky with Diamonds». Скелет Люси считается одним из самых значимых артефактов в антропологии, так как он демонстрирует переход от четвероногих к двуногим приматам. Аналогично, миссия «Люси» призвана раскрыть секреты происхождения и развития нашей космической родины.

Как прошел пролет мимо Динкинеша?

Первый астероид, который посетил космический аппарат «Люси», был Динкинеш, который также назван в честь эфиопского слова, означающего «удивительный». Динкинеш был открыт в 1999 году американским астрономом Тедом Боуэном (Ted Bowell) и относится к типу C, то есть состоит из углеродсодержащих соединений. Динкинеш находится на расстоянии около 2,4 астрономических единиц (а.е.) от Солнца, что примерно равно 360 миллионам километров. Его орбитальный период составляет 3,6 года.

Пролет мимо Динкинеша состоялся 1 ноября 2023 года в 16:55 по Гринвичу. Космический аппарат «Люси» подошел к астероиду на расстояние около 430 километров, двигаясь со скоростью около 4,5 километров в секунду. Во время пролета космический аппарат сделал ряд снимков астероида с помощью двух камер: дальнобойной L'LORRI (Lucy Long-Range Reconnaissance Imager) и ближней T2CAM (Terminal Tracking Camera). Кроме того, космический аппарат измерил спектральные характеристики астероида с помощью двух спектрометров: L'Ralph (Lucy Ralph) и L'TES (Lucy Thermal Emission Spectrometer).

Основная цель пролета мимо Динкинеша была не столько научная, сколько техническая. Команда миссии хотела проверить работоспособность космического аппарата и его инструментов, а также систему автономного слежения за астероидом, которая позволяет космическому аппарату самостоятельно корректировать свою ориентацию и траекторию во время пролета. Эта система особенно важна для дальнейших пролетов мимо троянцев Юпитера, которые будут происходить на большем расстоянии от Земли и с большими задержками в передаче сигналов.

Что обнаружил космический аппарат «Люси»?

Первые изображения, полученные от космического аппарата «Люси», поразили ученых и общественность. Они показали, что астероид Динкинеш не одинок, а имеет спутник, который вращается вокруг него на расстоянии около 1,5 километра. Это означает, что Динкинеш является бинарной системой, состоящей из двух астероидов, которые образовались из одного и того же материала, но разделились в результате какого-то внешнего воздействия. Такие системы довольно редки среди астероидов основного пояса, но чаще встречаются среди троянцев Юпитера.

По предварительным оценкам, больший астероид Динкинеш имеет размер около 790 метров в диаметре, а меньший — около 220 метров. Оба астероида имеют неправильную форму и покрыты многочисленными кратерами, свидетельствующими об их долгой истории столкновений с другими телами.

Спектральные данные показали, что оба астероида имеют темную поверхность, состоящую из углеродсодержащих соединений, таких как органические молекулы, уголь и графит. Такой состав типичен для астероидов типа C, которые считаются самыми древними и неизменными телами Солнечной системы. Они могут дать нам представление о том, из чего состояло солнечное облако, из которого образовались планеты и другие тела.

Тепловые данные показали, что температура поверхности астероидов варьируется от -100 до +50 градусов Цельсия в зависимости от освещенности Солнцем. Это свидетельствует о низкой теплопроводности астероидов, которая может быть связана с их пористой структурой. Пористость астероидов также влияет на их плотность, которая оценивается в 1,5 грамма на кубический сантиметр. Это значительно меньше, чем плотность воды, которая составляет 1 грамм на кубический сантиметр.

Какое значение имеет открытие бинарной системы Динкинеш?

Открытие бинарной системы Динкинеш является двойной удачей для миссии «Люси». Во-первых, это дает возможность изучить два астероида, а не один, что увеличивает объем и качество научных данных. Во-вторых, это позволяет исследовать динамику и эволюцию бинарных систем, которые представляют собой интересный объект для астрономии и физики. Бинарные системы могут дать нам информацию о том, как астероиды взаимодействуют друг с другом, как они формируются и разрушаются, как они влияют на окружающее пространство.

Бинарные системы астероидов могут быть разных типов в зависимости от их размеров, форм, расстояний и периодов обращения. Например, существуют контактные бинары, которые состоят из двух астероидов, соприкасающихся друг с другом, и разделенные бинары, которые находятся на некотором расстоянии друг от друга. Контактные бинары могут быть результатом слабого столкновения двух астероидов, которые застряли вместе за счет силы сцепления. Разделенные бинары могут быть результатом сильного столкновения двух астероидов, которые разлетелись на две части, но остались связанными за счет силы тяготения.

Динкинеш является примером разделенного бинарного астероида, который имеет достаточно большое расстояние между компонентами, чтобы не испытывать значительных приливных сил. Приливные силы — это силы, которые возникают из-за разницы в тяготении на разных частях тела, находящегося в поле тяготения другого тела. Приливные силы могут вызывать деформацию, нагревание, трение и вращение тела. Например, приливные силы, действующие на Луну со стороны Земли, привели к тому, что Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной.

Однако, несмотря на отсутствие приливных сил, бинарная система Динкинеш не является статичной и неизменной. Она подвержена влиянию других астероидов, планет и Солнца, которые могут нарушать ее равновесие и стабильность. Например, если бинарная система подойдет слишком близко к другому астероиду или планете, то она может быть разорвана на части или сбита с орбиты. Если же бинарная система подвергнется сильному солнечному излучению, то она может потерять часть своей массы или изменить свой состав.

Таким образом, бинарная система Динкинеш является уникальным и ценным объектом для изучения процессов, происходящих в Солнечной системе. Она может помочь нам понять, как образовались и эволюционировали астероиды, как они взаимодействуют друг с другом и с другими телами, как они отражают историю и состояние нашего космического дома.