W 2022 roku amerykańska Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA) przeprowadziła misję Double Asteroid Redirection Test (DART), podczas której statek kosmiczny zderzył się z asteroidą Dimorphos. Celem misji było sprawdzenie możliwości zmiany toru lotu asteroidy tak, aby zapobiec potencjalnej kolizji z Ziemią. Okazało się, że wyniki tego eksperymentu pomogły naukowcom dowiedzieć się więcej o naturze asteroid.
Naukowcy z Uniwersytetu Maryland przeprowadzili badanie, które wykazało, że po zderzeniu z satelitą Dimorph faktycznie odszedł od swojego pierwotnego rozwoju ewolucyjnego. Naukowcy uważają, że asteroida może zacząć chaotycznie wirować, próbując powrócić do równowagi grawitacyjnej z większą asteroidą, którą krąży, Dydimos.
„W większości nasze wstępne przewidywania dotyczące tego, jak DART zmieni ruch Didymosa i jego księżyca w przestrzeni, okazały się słuszne. Dokonano jednak kilku nieoczekiwanych odkryć, które pomagają lepiej zrozumieć, w jaki sposób asteroidy i inne małe ciała tworzą się i ewoluują w czasie” – powiedział Derek Richardson, profesor astronomii na Uniwersytecie Maryland i kierownik zespołu badawczego DART.
Wyniki prac badaczy pod przewodnictwem Richardsona opublikowano niedawno w czasopiśmie Planetary Science Journal. Zawiera szczegółowe obserwacje asteroidy po jej zderzeniu z satelitą, a także opisuje możliwe wyniki, które zostaną osiągnięte w przyszłych badaniach asteroid. Jedną z największych niespodzianek było to, jak bardzo maszyna DART zmieniła kształt Dimorpha. Początkowo kształt asteroidy był spłaszczony i przypominał hamburgera, natomiast po zderzeniu stał się bardziej wydłużony i ukształtowany na wzór piłki nożnej.
Naukowcy stwierdzili, że spodziewali się wydłużenia kształtu Dimorpha, ponieważ pasuje to do wiedzy naukowców na temat powstawania asteroidy i interakcji z większym Didymusem. Jednak zmiana kształtu Dimorpha po zderzeniu z satelitą DART zaskoczyła naukowców i doprowadziła ich do przekonania, że „działa tu coś bardziej złożonego”. Co więcej, zmiana kształtu prawdopodobnie doprowadziła do tego, że interakcja między obiema asteroidami stała się inna.
Richardson zauważył, że chociaż uderzenie DART uderzyło tylko w Dimorpha, asteroida jest grawitacyjnie związana z Didymusem. Odłamki rozrzucone w wyniku uderzenia statku kosmicznego również odgrywają rolę w zaburzeniu równowagi układu dwóch asteroid, w miarę jak orbita Dimorpha wokół Didymosa staje się mniejsza. Jednocześnie kształt Didymosa nie uległ zmianie, co może wskazywać na gęstszą i sztywniejszą strukturę większej asteroidy.
Naukowcy uważają, że zmiana kształtu Dimorpha ma ważne implikacje dla przyszłych misji eksploracyjnych, w tym misji Hera Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) do układu dwóch planetoid, która ma się rozpocząć w październiku tego roku. „Pierwotnie struktura Dimorpha prawdopodobnie nie była tak mocna i jeden z jej boków był zawsze skierowany w stronę Didymusa, tak jak jedna strona ziemskiego księżyca była zawsze skierowana w stronę naszej planety. Teraz jest poza osią, co oznacza, że może poruszać się w przód i w tył w swojej orientacji. Dimorf może się również „odwracać”, co oznacza, że możemy sprawić, że będzie się kręcił nieregularnie i nieprzewidywalnie” – wyjaśnił Richardson.
Teraz badacze czekają, aż szczątki wyrzucone w wyniku zderzenia opuszczą układ dwóch asteroid, aby dowiedzieć się, czy Dimorph będzie nadal „koziołkować” w przestrzeni kosmicznej i czy będzie w stanie przywrócić poprzedni stabilny tor lotu. „Jednym z głównych pytań dla nas jest teraz ustalenie, czy Dimorph jest wystarczająco stabilny, aby statek kosmiczny mógł wylądować na jego powierzchni i zainstalować dodatkowy sprzęt badawczy. Zauważalne zmiany w systemie mogą zająć sto lat, ale od naszego wpływu minęło zaledwie kilka lat. „Liczenie, ile czasu zajmuje Dimorph odzyskanie stabilności, pomoże nam dowiedzieć się ważnych rzeczy na temat jego wewnętrznej struktury, co z kolei pomoże w przyszłych próbach zmiany trajektorii niebezpiecznych asteroid” – mówi Richardson.
Misja Hera, którą ESA wyśle na orbitę jesienią tego roku, będzie kolejnym krokiem w badaniu wpływu zderzenia satelity DART z asteroidą. W ramach tej misji sonda powinna do końca 2026 roku dotrzeć do układu dwóch planetoid Didymus i Dimorph. Oczekuje się, że badania te obejmą ocenę wewnętrznej struktury asteroid, a także bardziej szczegółowe badanie wyników misji DART.
„DART dał nam wgląd w złożoną fizykę grawitacyjną, której nie można zbadać w laboratorium, a wszystkie te badania pomagają nam dowiedzieć się więcej, jak chronić Ziemię w przypadku realnego zagrożenia. Istnieje niezerowe prawdopodobieństwo, że asteroida lub kometa zbliży się i narazi planetę na niebezpieczeństwo. Teraz mamy dodatkową linię obrony przed tego typu zagrożeniami zewnętrznymi” – mówi Richardson.