Миссия НАСА Люси в апреле 2025 года пролетела мимо астероида Динкиниш и сделала снимки его спутника, названного Селам. Ожидалось, что это будет обычный вытянутый камень, но снимки показали нечто странное. Селам оказался контактным бинарным объектом, то есть двумя почти одинаковыми шарами, соединенными вместе. При этом он вращается далеко за пределами так называемого предела Роша, где обычно формируются подобные системы. Это открытие заставило ученых пересмотреть устоявшиеся теории о том, как рождаются спутники у малых тел Солнечной системы.

 

Почему старые теории не объясняют форму Селам

Долгое время считалось, что спутники астероидов появляются, когда быстро вращяющаяся основная глыба сбрасывает с себя материал из-за центробежных сил. Этот выброс затем собирается в рыхлое тело и остается на орбите вблизи родительского астероида. Однако конфигурация Селам не вписывается в эту логику.

Исследователи из Китая и других стран решили проверить, может ли существовать другой, более сложный сценарий. Ведь астероиды не просто камни, а так называемые «кучи щебня» — гравитационно связанные наборы обломков. Они достаточно прочны, чтобы существовать миллионы лет, и вполне могут пережить не одно, а несколько событий сброса массы за свою долгую историю.

 

Многоэтапная история формирования систем

Группа ученых под руководством Вэньюэ Дая (Wen-Yue Dai) из Университета Цинхуа опубликовала статью в журнале Nature Communications, где предложила новую динамическую модель. Основная идея в том, что бинарные системы могут иметь «многопоколенческую» историю.

Если астероид сбрасывает материал дважды, то второе поколение обломков неизбежно вступает в гравитационное взаимодействие с первым поколением спутников. Это создает хаос, который и приводит к необычным формам.

В рамках этой модели выделяют три режима эволюции системы в зависимости от того, куда успел сместиться старый спутник к моменту нового выброса материи:

• старый спутник остался на месте, и новые обломки просто добавляются к нему или формируют еще одно тело рядом;
• спутник улетел слишком далеко, и между поколениями нет никакого контакта;
• спутник находится на среднем расстоянии, что запускает сложный процесс взаимных притяжений и столкновений.

 

Режим взаимодействия и рождение контактных бинарников

Самым интересным оказался третий сценарий, получивший название «режим взаимодействия». Когда орбиты старого и нового спутников пересекаются или сближаются, начинается гравитационное маневрирование. Новые данные показывают, что именно здесь происходят самые неожиданные превращения.

Используя высокоточные N-теловые симуляции, ученые смогли воспроизвести процессы, которые раньше казались случайными. В условиях режима взаимодействия возможны следующие события:

1. Приливный разрыв. Гравитация более крупного тела может разорвать или сильно деформировать рыхлый новый спутник.
2. Гравитационное рассеяние. Спутники могут «подтолкнуть» друг друга на новые орбиты или даже выбросить один из фрагментов из системы.
3. Слияние на низких скоростях. Если два объекта сталкиваются очень медленно, они не разлетаются на куски, а склеиваются, образуя контактный бинарный объект. Именно так, по мнению авторов, и появился Селам.

 

Примеры других сложных систем в поясе астероидов

Селам — не единственный загадочный объект. Существуют тройные астероидные системы, которые до сих пор вызывали вопросы. Например, астероид 2001 SN263 и Балам имеют конфигурации, которые плохо объясняются классической теорией одиночного сброса массы.

Модель многопоколенческих спутников отлично ложится на наблюдаемые данные по этим объектам. В случае с Баламом наличие нескольких спутников на разных орбитах выглядит как результат последовательных событий, разделенных временем миграции. Активный астероид 311P/PANSTARRS, который станет целью китайской миссии Тяньвэнь-2, также демонстрирует повторяющиеся выбросы массы. Это может быть наглядным примером того, как формируются многоспутниковые системы в реальном времени.

 

Как часто встречаются такие системы

Результаты статистического анализа оказались неожиданными для научного сообщества. Оказалось, что около 44% всех изученных бинарных астероидов имеют характеристики, указывающие на сложную многоэтапную историю. Это огромная доля, которая меняет представление о распространенности подобных процессов.

Ранее считалось, что контактные бинарные спутники — это редкая аномалия. Теперь же становится понятно, что это закономерный результат эволюции систем с учетом миграции и повторных сбросов материи. Если эта гипотеза верна, то будущие миссии к астероидам будут регулярно находить подобные «склеенные» объекты.

Исследователи подчеркивают, что ключевую роль играет время. Поскольку астероиды-кучи щебня живут очень долго, у них есть много шансов пережить несколько эпох формирования спутников. Каждое новое событие накладывается на предыдущее, создавая ту самую поразительную разнообразность форм, которую мы видим сегодня с помощью мощных телескопов и космических аппаратов.

История Динкиниш теперь выглядит как классический пример. Сначала астероид сбросил материал, образовав первый спутник. Затем, из-за приливных и тепловых сил, этот спутник немного сместился по орбите. Позже произошло второе сбрасывание материи, и новые обломки встретились со старым спутником на низкой скорости. В итоге мы получили Селам — двойной объект, рассказывающий нам о бурном прошлом своего родительского тела.