Sciencemag.cz
Related Articles
Nová studie – opírající se o snímky pořízené při průletu v rámci mise ESA k asteroidu Hera – naznačuje, že malý vnější měsíc Marsu, Deimos, byl dramaticky přetvořen jediným násilným dopadem asteroidu. To by vysvětlovalo jeho záhadně hladký a „mladistvý“ povrch: silná vrstva prachu vzniklá při dopadu mohla fungovat jako planetární ekvivalent kosmetických výplní.
Deimos ve tvaru bramboru – o průměru 12 km, což odpovídá přibližně velikosti města Lucemburk – obíhá ve vzdálenosti asi 24 000 km od povrchu Marsu. Když jej v 70. letech poprvé navštívily sondy Viking agentury NASA, bylo zjištěno, že má mnohem hladší a zaprášenější povrch než Phobos, druhý marťanský měsíc, který je silně pokrytý krátery a trhlinami. Jeho dalším hlavním rysem je dramatická 10 km široká kotlina kolem jižního pólu, připomínající sedlo mezi horami.
Simulace dopadů na Deimos
Vzdálenost Deimosu od Marsu ztěžuje jeho návštěvu kosmickými sondami – nejnovější snímky pocházejí z mise Hera Evropské kosmické agentury, která v březnu 2025 provedla průlet kolem Marsu. Podle převládající teorie však jak prohlubeň na jižním pólu, tak prašná povaha tohoto měsíce jsou důsledkem jediného dopadu asteroidu.
Nová studie zveřejněná tento týden v časopise Nature Astronomy využila simulační software s vysokým rozlišením k pokusné rekonstrukci této katastrofické, avšak nedestruktivní události tak, aby odpovídala současnému stavu Deimosu.
Studii vedla Sabina Raducan z Univerzity v Bernu, Mezinárodního institutu pro vesmírné vědy (ISSI) a Bruselské univerzity VUB: „Náš kód pro simulaci dopadu Bern Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), spuštěný na výpočetním klastru s vysokým výkonem na Univerzitě v Bernu, funguje tak, že transformuje sledované tělesa na miliony navzájem se přilnavých částic, jejichž vzájemné působení je řízeno různými programovatelnými proměnnými, včetně úrovně gravitace, pevnosti materiálu a soudržnosti.
„V tomto případě jsme z částic SPH vytvořili detailní tvarový model Deimosu, přičemž jsme vyplnili jižní prohlubeň, aby byla připravena na náraz impaktoru. Poté jsme provedli asi sto simulací – každá z nich trvala přibližně jeden týden – abychom vyzkoušeli různé hmotnosti impaktoru a úhly přiblížení.“
Jako nejvhodnější se ukázal šikmý náraz pod úhlem přibližně 45 stupňů relativně malého asteroidu o šířce 320 m, který narazil do měsíce vysokou rychlostí. Namísto toho, aby Deimos rozmetala na kusy, srážka na jeho jižním pólu vyhloubila rozsáhlou prohlubeň a zároveň rozmetala po povrchu velké množství materiálu.
Následky srážky
Velká část těchto úlomků později spadla zpět a vytvořila globální vrstvu sypkého regolitu, která zakryla mnoho stávajících povrchových útvarů – na některých místech až do hloubky více než dvou set metrů.
Sabina Raducanová, která je zároveň jednou z předsedkyň pracovní skupiny pro fyziku nárazů v rámci vědeckého týmu mise Hera, vysvětluje: „Naše simulace je v souladu se vzory jasnosti pozorovanými na povrchu měsíce, které souvisejí s postupnou migrací regolitu, jenž se chová spíše jako volně nasypaný prach než jako soudržnější materiál. Totéž platí i pro způsob, jakým se jižní prohlubeň následně vyhladila, místo aby si zachovala ostré okraje kráteru.“
Pod touto vrstvou prachu zůstávají rozeznatelné obrysy starodávných kráterů, což je zjištění, které nabízí cenný vhled do podkladové struktury marťanského měsíce.
Dodává: „Tuto simulační kampaň jsme zahájili ještě před průletem sondy Hera kolem Marsu, ale s nadějí, že pozorování sondy Hera pomohou výsledky ještě více upřesnit. To se skutečně potvrdilo, protože na straně měsíce, kterou Hera vyfotografovala, se objevily další skryté krátery.
„To byly opravdu poslední kousky skládačky, které mi chyběly – i když pouhým okem nebyly hned patrné. Místo toho jsem je nejprve rozeznala díky spektroskopickým analýzám snímků sondy Hera, které bezprostředně poté provedl sir Brian May, který je členem vědeckého týmu sondy Hera.“
Nahlédnutí do nitra měsíce
Skutečnost, že se tyto krátery z doby před dopadem zachovaly, naznačuje, že Deimos má relativně křehkou strukturu. Nárazové rázové vlny by se v pevnějším tělesu šířily jako zvonění zvonu a narušily by či zcela smazaly starší útvary. To, že se tyto krátery zachovaly, svědčí o vysoce porézním a popraskaném vnitřku, který účinně tlumil síly nárazu na úroveň nižší než katastrofickou.
Michael Kueppers, vědecký pracovník projektu Hera z ESA, komentuje: „Tato simulace tedy naznačuje, že Deimos je těleso tvořené hromadou úlomků, podobně jako mnoho asteroidů. To nutně neznamená, že tento měsíc je ve skutečnosti zachycený asteroid – mohl se klidně vytvořit z materiálu vymrštěného z povrchu Marsu při dopadech – ale spíše to, že se mohl vytvořit podobným způsobem, a proto má srovnatelné vlastnosti. Toto je první z řady výsledků, které dokazují, jak se z vědeckého hlediska vyplatilo přizpůsobit průlet sondy Hera kolem Marsu tak, aby se přiblížila k Deimosu.“
Chystané vesmírné mise
Ačkoli jsou i nadále možné alternativní vysvětlení hladkého povrchu Deimosu a jižní prohlubně, tato studie nabízí ucelené vysvětlení obou jevů a předkládá praktické předpovědi, které budou moci ověřit budoucí vesmírné mise, počínaje misí „Martian Moons eXploration“ (MMX) Japonské agentury pro průzkum vesmíru (JAXA) zaměřenou na oba měsíce, jejíž start je naplánován na letošní podzim.
Kód SPH Univerzity v Bernu byl již dříve použit k simulaci dopadu sondy DART agentury NASA na asteroid Dimorphos v roce 2022, přičemž výsledky naznačují, že došlo k úplnému přetvoření tohoto tělesa.
Tuto předpověď na podzim tohoto roku ověří sonda Hera agentury ESA, jakmile dorazí k Dimorphosu, aby provedla podrobné vyšetření místa nárazu, čímž přispěje k posílení schopností lidstva v oblasti planetární obrany.
