Międzynarodowy zespół kierowany przez Uniwersytet w Bernie znalazł dowody na to, że pojedyncze zderzenie z asteroidą mogło dramatycznie przekształcić Deimosa, mniejszego z dwóch księżyców Marsa. Łącząc szczegółowe symulacje komputerowe z najnowszymi zdjęciami z sondy Hera Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), naukowcy doszli do wniosku, że jeden impakt może odpowiadać zarówno za duże południowe zagłębienie na księżycu, jak i za jego niezwykle gładką, zakurzoną powierzchnię.

Badania te są pierwszym naukowym opracowaniem, które uwzględnia obserwacje zebrane podczas przelotu Hery obok Deimosa. Odkrycia mogą również pomóc w kierowaniu przyszłymi misjami, w tym misją Martian Moons eXploration (MMX) Japońskiej Agencji Badań Kosmicznych (JAXA).

Deimos jest mniejszym i bardziej odległym z dwóch księżyców Marsa. Ma mniej więcej owalny kształt i wyraźne zagłębienie w pobliżu bieguna południowego. Jego powierzchnia wygląda również uderzająco inaczej niż powierzchnia Fobosa, drugiego księżyca Marsa.

Podczas gdy Fobos jest gęsto pokryty kraterami, Deimos wydaje się gładszy, ponieważ duża część jego powierzchni jest pokryta luźnym pyłem i skalnymi odłamkami zwanymi regolitem. Sondy kosmiczne fotografowały księżyc z coraz większą szczegółowością przez kilka dekad, ale naukowcy nie byli pewni, co stworzyło zarówno południowe zagłębienie, jak i rozległą warstwę odłamków.

Nowe badanie prowadzone przez dr Sabinę Raducan sprawdzało, czy te dwie cechy mogą mieć wspólne pochodzenie. W międzynarodowej współpracy uczestniczyli naukowcy z Observatoire de la Côte d'Azur, University of Arizona i University of Tokyo, między innymi.

Raducan pracowała w Oddziale Badań Kosmicznych i Nauk Planetarnych (WP) w Instytucie Fizyki na Uniwersytecie w Bernie do października 2025 roku. Obecnie jest kierowniczką programów naukowych w Międzynarodowym Instytucie Nauk Kosmicznych oraz starszą pracowniczką naukową na Vrije Universiteit Brussel.

Korzystając z wysokorozdzielczych symulacji wykonanych za pomocą kodu "Bern Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)", zespół odkrył, że charakterystyczne zagłębienie w pobliżu bieguna południowego zostało najprawdopodobniej utworzone przez pojedyncze uderzenie asteroidy, które było potężne, ale nie na tyle silne, aby zniszczyć Deimosa. Według symulacji, to samo zderzenie mogło również wytworzyć regolit, który obecnie pokrywa znaczną część księżyca.

Badania opublikowane w Nature Astronomy są pierwszą publikacją naukową wykorzystującą obserwacje zebrane podczas przelotu sondy Hera ESA obok Deimosa. Hera obecnie podróżuje w kierunku swojego głównego celu, księżyca asteroidy Dimorphos.

Aby zrekonstruować, co mogło się wydarzyć, naukowcy użyli kodu Bern SPH, który był rozwijany na Uniwersytecie w Bernie przez około dwie dekady. Oprogramowanie to jest przeznaczone do modelowania zderzeń z udziałem asteroid, komet i planet.

W symulacjach zderzające się obiekty są reprezentowane przez miliony pojedynczych cząstek. Naukowcy mogą dostosowywać takie czynniki, jak grawitacja, gęstość i wytrzymałość materiału, aby zobaczyć, jak rozwijają się różne typy impaktów.

Uniwersytet w Bernie ma duże doświadczenie w numerycznym modelowaniu impaktów. To samo podejście zostało wcześniej użyte do symulacji uderzenia sondy DART NASA w Dimorphosa.

"Kod działa na klastrze obliczeniowym wysokiej wydajności tutaj na Uniwersytecie w Bernie i jest jednym z niewielu kodów zdolnych do przeprowadzania tego typu symulacji" – wyjaśnia liderka badań Sabina Raducan, która jest również współprzewodniczącą grupy roboczej Hera Impact Physics Working Group dla misji Hera ESA.

Naukowcy przetestowali wiele możliwych scenariuszy, zmieniając rozmiar impaktora, prędkość i kąt uderzenia, a także różne założenia dotyczące wewnętrznej struktury Deimosa.

"Przeprowadziliśmy około stu symulacji – każda zajmowała około tygodnia."

Następnie porównali wyniki z danymi obserwacyjnymi zebranymi przez sondę ESA.

Główną misją Hery jest dokładne zbadanie tego, co się stało, gdy sonda DART NASA uderzyła w Dimorphosa. Obserwacje te mają pomóc naukowcom w ocenie odchylania asteroid jako potencjalnej metody obrony Ziemi przed uderzeniami asteroid.

W marcu 2025 roku Hera p