|
Загадочные двойные астероиды
|
|
|
|
Двойные астероидные системы широко распространены во внутренней части Солнечной системы. В течение десятилетий стандартная парадигма предполагала, что многие из них образуются, когда быстро вращающийся первичный астероид сбрасывает вещество, которое затем накапливается в вытянутый спутник, вращающийся вблизи предела Роша.
|
|
|
|
Однако эта картина была разрушена, когда миссия НАСА «Люси» пролетела мимо Динкинеш и показала, что его спутник, Селам, представляет собой экзотическую контактную двойную систему, состоящую из двух соединенных вместе долей одинакового размера, вращающихся далеко за пределами ожидаемого предела Роша. Более того, мы также знаем, что некоторые астероиды имеют более одного спутника.
|
|
|
|
Так почему же эти системы отличаются от стандартной картины? Наше исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, предлагает самосогласованную динамическую модель для ответа на этот вопрос.
|
|
|
|
Мы заметили, что астероиды, представляющие собой груды обломков, обладают продолжительностью жизни, значительно превышающей временные масштабы, необходимые для эпизодов их вращательного сброса массы. Таким образом, двойная система может пережить несколько различных событий отрыва частиц за свою жизнь, заставляя каждое новое поколение обломков гравитационно взаимодействовать с уже существующими спутниками.
|
|
|
|
|
|
|
Ещё одним ключевым фактором в нашей модели является орбитальная миграция спутников. Из-за долговременных приливных или тепловых сил старый спутник может оказаться на другой орбите к моменту следующего события отрыва частиц, что может усложнить ситуацию.
|
|
|
|
Используя высокоточные N-частичные модели, мы обнаружили, что сложное взаимодействие между множественными событиями отрыва частиц и миграцией спутников приводит к возникновению трёх различных эволюционных режимов. Важно отметить, что когда старый спутник мигрирует на орбиту средней дальности, система переходит в «режим взаимодействия».
|
|
|
|
В этом режиме гравитационное взаимодействие между новорожденным и уже существующим спутником запускает сложные физические процессы, включая приливное разрушение, гравитационное рассеяние и слияния на малых скоростях. В конечном итоге это формирует очень разнообразный набор конечных форм спутников и орбитальных конфигураций.
|
|
|
|
Кроме того, мы подтвердили, что слияния на малых скоростях в рамках этого «режима взаимодействия» могут надежно приводить к образованию контактно-двойных спутников. Примечательно, что текущие параметры Селама попадают в этот режим взаимодействия.
|
|
|
|
Это дает нам правдоподобную историю системы Динкинеш: первое событие сбрасывания создало спутник, который мигрировал наружу; второе событие породило еще один спутник; они встретились на малой скорости и слились вместе, образовав двулопастный Селам, который мы видим сегодня.
|
|
|
|
Помимо системы Динкинеш, некоторые тройные астероидные системы, такие как 2001 SN263 и Балам, также с высокой вероятностью возникли в результате аналогичных многопоколенных взаимодействий спутников. Кроме того, кратковременные, повторяющиеся выбросы массы, наблюдаемые на активном астероиде 311P/PANSTARRS, который является одной из целей китайской миссии Tianwen-2, могут быть напрямую связаны с приливными разрушениями спутников, выявленными в нашем исследовании.
|
|
|
|
Удивительно, но мы обнаружили, что примерно 44% этих систем обладают конфигурациями, указывающими на потенциальное многопоколенное спутниковое прошлое, что составляет значительную долю. Это говорит о том, что многоспутниковые истории широко распространены, и поэтому мы, вероятно, обнаружим больше примеров экзотических двойных систем в будущем.
|
|
|
|
Источник
|
