Kada je NASA-ina svemirska letjelica za testiranje dvostrukog preusmjeravanja asteroida namjerno udarila u asteroid Dimorphos u septembru 2022., udar je mogao uzrokovati "globalnu deformaciju" svemirske stijene, prema novom istraživanju.
Cilj misije DART bio je provesti sveobuhvatni test tehnologije otklona asteroida u ime planetarne odbrane i vidjeti može li kinetički udar - poput sudara svemirske letjelice s asteroidom brzinom od 6,1 kilometar u sekundi — biti dovoljan za promjenu kretanja nebeskog tijela u prostoru.
Dimorphos je mjesečev asteroid koji kruži oko većeg matičnog asteroida poznatog kao Didymos. Niti jedan ne predstavlja prijetnju Zemlji, ali dvostruki asteroidni sistem bio je savršena meta za testiranje tehnologije otklona jer je Dimorphosova veličina usporediva s asteroidima koji bi mogli predstavljati prijetnju Zemlji.
Od dana udara, astronomi su koristili podatke sa zemaljskih teleskopa kako bi utvrdili da je svemirska letjelica DART promijenila Dimorphosov orbitalni period - ili koliko je vremena potrebno da se napravi jedna revolucija oko Didymosa - za oko 32 do 33 minute. Ali još jedna ključna informacija potrebna za razumijevanje kako skrenuti asteroide koji bi mogli biti na putu potencijalnog sudara sa Zemljom u budućnosti je sastav svemirskog kamenja.
Različite vrste asteroida koji predstavljaju prijetnju - bilo da se radi o tvrdim, kamenitim asteroidima ili gomilama ruševina, koje su zapravo labave hrpe stijena koje zajedno drži gravitacija - zahtijevale bi različite tehnike otklona.
Misija DART završila je nakon sudara, ali prije sudara s Dimorphosom, svemirska letjelica je poslala nevjerovatno detaljan prikaz površine malog asteroida prekrivene stijenama koji pomaže istraživačima da saznaju više o tome kako je svemirska stijena nastala.
Astronomi su također bili u mogućnosti izvršiti naknadna promatranja pomoću zemaljskih i svemirskih teleskopa te pomoću italijanskog satelita LICIACube koji je kratko pratio misiju DART i snimao posljedice 5 minuta i 20 sekundi.
Promatranja su otkrila da je udar oslobodio ogromnu hrpu krhotina materijala u svemir.
Sada su istraživači poduzeli istragu korak dalje stavljajući sve te podatke u softver kako bi odgovorili na ključna preostala pitanja, kao što je određivanje kako je asteroid reagirao na sudar i kakav je krater ostao iza njega.
Umjesto formiranja jednostavnog kratera na Dimorphosu, udar DART-a preoblikovao je cijeli asteroid, pokazuju rezultati. Studija koja opisuje otkrića pojavila se u ponedjeljak u časopisu Nature Astronomy.
Nalazi bi mogli pripremiti astronome za ono što će otkriti kada buduće misije budu letjele pored Dimorphosa kako bi bolje razumjeli učinke tehnologije otklona asteroida.
Ponovno stvaranje DART utjecaja
Tim istraživača modelirao je udar pomoću Bernskog koda fizike šoka hidrodinamike glatkih čestica kako bi postigli svoje rezultate.
To je “računalni alat dizajniran za simulaciju događaja udara. Kodovi fizike udara općenito su bitni u proučavanju sudara i procesa udara. Oni uključuju različite modele, uključujući materijalne modele i modele poroznosti, kako bi tačno predstavili fizičke uvjete tokom događaja udara hiperbrzine, kao što su visoki pritisci i temperature,” rekla je glavna autorica studije dr. Sabina Raducan, postdoktorantica na Odjelu za istraživanje svemira i planeta na Institutu za fiziku Univerziteta u Bernu u Švicarskoj.
Softver je potvrđen repliciranjem drugih udaraca, uključujući kada je japanska svemirska letjelica Hayabusa2 udarila mali bakreni impaktor u asteroid Ryugu 2019. godine.
Tim je proveo 250 simulacija kako bi rekreirao prva dva sata nakon udara DART-a na temelju podataka koje su imali dok su mijenjali čimbenike koje nisu znali, “kao što je blizina pakiranja gromada, njihova gustoća, poroznost materijala i njegovu ukupnu koheziju. Također smo napravili neke razumne pretpostavke na temelju fizičkih svojstava meteorita koji podsjećaju na Dimorphos”, rekao je Raducan.
Nakon izvođenja svojih simulacija, tim se usredotočio na onu koja je najviše odgovarala izvornim DART podacima.
Rezultati su pokazali da je Dimorphos hrpa ruševina napravljena od stjenovitog materijala koji je ispao s asteroida Didymos, a koji zajedno drži slaba gravitacija.
"Na Zemlji je sila gravitacije takva da se krateri kratkotrajno javljaju, stvarajući tipičan kut stošca kratera od oko 90 stepeni", rekao je koautor studije dr. Martin Jutzi s Fizičkog instituta Univerziteta u Bernu, koji je također supredsjedavajući Hera Impact Physics. Radna skupina, u saopćenju.
“Ono što smo vidjeli s DART-ovim udarom Dimorphosa bio je puno širi kut stošca izbacivanja koji se protezao do 160 stepeni, na što je uglavnom utjecao zakrivljeni oblik površine asteroida. A krater se nastavio širiti, jer su i gravitacija i kohezija materijala tako niski."
Kao rezultat toga, krater je zapravo narastao da obuhvati cijeli Dimorphos, potpuno transformirajući oblik asteroida.
Misija Hera
Raducan i Jutzi dio su istraživačkog tima koji učestvuje u misiji Hera Evropske svemirske agencije, koja će u oktobra lansirati svemirsku letjelicu na putovanje kako bi promatrala posljedice udara DART-a, stižući krajem 2026. Zajedno s parom CubeSata , misija će proučavati sastav i masu Dimorphosa i kako je transformiran udarom te utvrditi koliko je zamaha prenijelo sa letjelice na asteroid.
"Naše simulacije sugeriraju da je Dimorphosu njegov prvobitni oblik letećeg tanjira otupljen na strani udarca: ako mislite da Dimorphos na početku nalikuje čokoladnom M&M-u, sada bi izgledalo kao da je zagrizao!", rekao je Radučan.
Gitarist i astrofizičar grupe Queen Sir Brian May, zajedno sa svojom saradnicom, hemijskom inženjerkom i istraživačicom materijala Claudijom Manzoni, također su podijelili stereoskopske slike kako bi pomogli timu da utvrdi više o događaju preoblikovanja.
Tim vjeruje da je 1% ukupne mase Dimorphosa izbačeno u svemir zbog udara, dok je 8% mase asteroida pomaknuto okolo.
"Hera vjerovatno neće moći pronaći nijedan krater koji je ostavio DART", rekao je Raducan. "Ono što će umjesto toga otkriti bit će sasvim drugačije tijelo."
