Когда космический аппарат Dawn агентства NASA приехал в астероид Веста в 2011 году, он показал наличие глубоких канавок, окружающие экватор астероида, как будто пояс, которые, по всей видимости, возникли 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 дала почву формированию поверхностных канавок, кроме того 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 был замечен из-за импактора, который вошел под углом, но скользящий удар нанес невообразимый урон. В обследовании показано, что спустя некоторое количество секунд после столкновения, породы глубоко внутри астероида начали крошиться и трескаться под напряжением. На протяжении 2-х минут крупные разломы достигли приповерхностного слоя, формируя глубокие каньоны, видимые сегодня недалеко от экватора Весты, но далеко от места удара.
«Когда мы увидели снимки, которые были получены от аппарата Dawn, мы были взволнованы. Очень большие разломы выглядели подобно тому, что мы наблюдали в наших экспериментах, в следствии этого мы приняли решение конкретнее изучить это и провести моделирование. Мы нашли увлекательные факты», – рассказала Анжела Стикл (Angela Stickle), который ведет автор исследования.
В работе использовалась монтаж Ames Vertical Gun Range, являющая собой пушку для симуляции столкновений звездных тел. Снаряды могут развивать необычайную скорость до 7 км/с. Для этого исследования авторы запускали не очень большие снаряды в сферу размером с мяч для софтбола из акрилового материала. Материал, который в обычном состоянии прозрачен, становится непрозрачным в точках наивысшего давления. С помощью высокоскоростной съемки (миллион кадров в секунду), исследователи установили, как напряжение распространяется через материал.
Эксперимент показал, что разрушение стартует от точки удара, как и ожидалось, но пару месяцев спустя начинает формироваться картина разрушений внутри сферы, напротив точки удара. Эти разрушения растут внутрь по направлению к центру сферы, а после этого наружу по направлению к границам, как будто расцветающий цветок.
Используя численные модели, для того, чтобы выполнить масштабирование лабораторных данных до размера Весты, исследователи показали, что расцветающая «роза» повреждений, распространяющаяся по направлению к поверхности, является причиной выхода в свет желобов, формирующих пояс вокруг экватора Весты. Исследователи установили, что удар пришелся под углом менее 40 градусов от объекта со скоростью в пределах 5 км/с.
«Весте повезло», – сказал Шульц. «Если бы удар пришелся под прямым углом, то бы было на 1 астероид меньше».
Исследование показывает, что даже скользящий удар приводит к масштабным последствиям.