Столкновение привело к образованию пояса на астероиде Веста

Когда космический аппарат Dawn агентства NASA посетил астероид Веста в 2011 году, он показал наличие глубоких канавок, окружающие экватор астероида, словно пояс, которые, вероятно, появились вследствие сильного удара на южном полюсе Весты. При использовании сверхвысокоскоростной пушки в Исследовательском центре Эймса, исследователи из Брауновского универстита пролили свет на цепочку событий глубоко во внутренней области Весты, которая привела к формированию поверхностных канавок, причем некоторые из них шире, чем Гранд-Каньон.


«Веста испытала удар. Вся внутренняя область реверберировала. Наблюдаемое на поверхности является проявлением внутренних процессов», – сказал Питер Шульц (Peter Schultz), старший автор работы.

Исследование показывает, что ударный кратер Реясильвия на южном полюсе Весты появился из-за импактора, который вошел под углом, но скользящий удар нанес невообразимый урон. В исследовании показано, что спустя несколько секунд после столкновения, породы глубоко внутри астероида начали трескаться и крошиться под напряжением. В течение двух минут крупные разломы достигли приповерхностного слоя, формируя глубокие каньоны, видимые сегодня неподалеку от экватора Весты, но далеко от места удара.

«Когда мы увидели снимки, полученные от аппарата Dawn, мы были взволнованы. Огромные разломы выглядели подобно тому, что мы наблюдали в наших экспериментах, поэтому мы решили более подробно изучить это и провести моделирование. Мы обнаружили интересные факты», – рассказала Анжела Стикл (Angela Stickle), ведущий автор исследования.

В работе использовалась установка Ames Vertical Gun Range, представляющая собой пушку для симуляции столкновений звездных тел. Снаряды могут развивать невероятную скорость до 7 км/с. Для этого исследования авторы запускали небольшие снаряды в сферу размером с мяч для софтбола из акрилового материала. Материал, который в обычном состоянии прозрачен, становится непрозрачным в точках высокого давления. При помощи высокоскоростной съемки (миллион кадров в секунду), исследователи выяснили, как напряжение распространяется через материал.

Эксперимент показал, что разрушение начинается от точки удара, как и ожидалось, но некоторое время спустя начинает формироваться картина разрушений внутри сферы, напротив точки удара. Эти разрушения растут внутрь по направлению к центру сферы, а затем наружу по направлению к границам, словно расцветающий цветок.

Используя численные модели, чтобы выполнить масштабирование лабораторных данных до размера Весты, исследователи показали, что расцветающая «роза» повреждений, распространяющаяся по направлению к поверхности, является причиной появления желобов, формирующих пояс вокруг экватора Весты. Исследователи выяснили, что удар пришелся под углом менее 40 градусов от объекта со скоростью около 5 км/с.

«Весте повезло», – сказал Шульц. «Если бы удар пришелся под прямым углом, то было бы на один астероид меньше».

Исследование показывает, что даже скользящий удар приводит к масштабным последствиям.