Ein Raumschiff, das mit einem Asteroiden kollidiert, ist nicht die übliche Herangehensweise der NASA an die Planetenforschung, aber es war dennoch sicherlich eine Gelegenheit.
Double Asteroid Redirection Test der NASA (Pfeil) Ein Raumschiff kollidierte am 26. September mit einem kleinen Asteroiden namens Demorphos, um eine potenzielle Technologie zum Schutz der Erde zu testen, falls wir uns auf Kollisionskurs mit einem großen Weltraumfelsen befinden. Aber der Aufprall hat Planetenwissenschaftlern auch einen engen, wenn auch flüchtigen Blick auf die Kleinsten ermöglicht Asteroid Kein Raumschiff, das Sie bisher besucht haben.
„Es war aufregend zu sehen, wie die Daten hereinkamen“, sagte Carolyn Ernst, Planetenwissenschaftlerin am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University und Instrumentenwissenschaftlerin für das einzige DART-Instrument, gegenüber Space.com. „Alle haben es mit Leidenschaft gefüllt und fleißig daran gearbeitet.“
Es ist noch früh, etwas über den Asteroiden selbst zu erfahren; Wissenschaftler haben die DART-Daten nur wenige Wochen zur Hand und werden unzählige Analysen durchführen, bevor sie mit großer Zuversicht etwas sagen. „Es gibt viele punktuelle Notizen, die man machen kann, aber es gibt viele subtile Dinge, die man zusammenfügen muss, bevor man zu weit geht“, sagte Ernst.
Demorphos ist 525 Fuß (160 Meter) breit und umkreist einen größeren Asteroiden namens Didymus, die wahrscheinlich 780 Meter breit ist. Vor dem Start von DART im November 2021 bekamen Wissenschaftler dank Planetenradar, bei dem ein Strahl von Radiowellen von den Asteroiden abprallte, ein Gefühl für die Formen beider Felsen.
Als das DART-Raumschiff zu seinem endgültigen Ziel segelte, war das alles, was die Wissenschaftler über das Felsenpaar wussten.
Das einzige Tool von DART, die Didymos Reconnaissance and Asteroid Optical Navigation Camera (DRACO), konnte dies ändern. Während des größten Teils des DART-Flugs erschienen Asteroiden als ein einziger heller Fleck, aber etwa 10 Minuten vor der Kollision begann sich dieser Punkt in zwei kleine, aber einzigartige Welten zu verwandeln.
Eines der Merkmale von Demorphos fiel sofort auf, als die Wissenschaftler die letzten DART-Bilder vor dem Einschlag sahen: Seine felsige Oberfläche ist mit Felsbrocken, Staub und allem dazwischen bedeckt. Raumfahrzeuge haben diese Art von Oberfläche schon einmal gesehen: Japans Mission Hayabusa 2 Ryugu und die OSIRIS-REx-Mission der NASA beno Beide erkundeten Gesteinskonglomerate, Welten, die Wissenschaftler „Trümmerhaufen“-Asteroiden nennen.
„Weil es so schmutzig aussieht und aufgrund dessen, was wir über diese anderen Asteroiden wissen, denken viele Leute, dass es sich um eine Art Trümmerhaufen oder eine Art lose Gruppe von Steinen handelt“, sagte Ernst.
DART hat jedoch das Innere des Dimorphos nicht enthüllt, sodass das Aussehen des Trümmerhaufens möglicherweise nicht haltbar ist. „Wir haben keine direkte Möglichkeit, den Innenraum zu vermessen“, sagte Ernst. „Könnte es sein, dass das Innere aus einem Haufen größerer Dinge mit kleineren Dingen darüber besteht? Könnte es bis zum Ende seine Form auf der Oberfläche haben? Davon haben wir keine direkte Vorstellung.“
Das zweite Merkmal von Dimorphos, das Ernst während des DART-Anflugs traf, war ihre eiähnliche Form, zumindest aus der Perspektive des DART-Anflugs. „Es war weniger abnormal als ich erwartet hatte“, sagte sie. „Die Leute nennen Asteroiden oft große Kartoffeln, weil sie viele unregelmäßige Formen haben. In diesem Sinne denke ich, dass sie regelmäßiger geformt waren, als ich erwartet hatte.“
Während die Analyse weitergeht, fügte Ernst hinzu, werden die Wissenschaftler nach Hinweisen darauf suchen, ob sich Material auf der Oberfläche von Demorphos zu bewegen scheint, was den Asteroiden relativ rund machen könnte.
Wissenschaftler können sich auch auf Erkenntnisse der Europäischen Weltraumorganisation freuen Heras Auftraggeplante Veröffentlichung im Jahr 2024 Auf einer Falcon 9-Rakete von SpaceX Sie kommt zwei Jahre später in Demorphos an. Hera wird den Asteroiden und seinen Einschlag dreidimensional und ohne DART-Beschleunigung erkunden.
Über Didymus
Der Blick von DART auf den größten Begleiter der Dimorphos, Didymos, war sogar noch flüchtiger, weil er gegen Ende des Anflugs aus dem Sichtfeld des Raumfahrzeugs glitt. Aber Planetenwissenschaftler untersuchen Didymus mit den Daten, die DART nach Hause geschickt hat.
„Wir haben einige wirklich interessante und interessante Blicke auf Didymus, mit denen wir definitiv etwas Wissenschaft betreiben können“, sagte Ernst.
Sogar ein flüchtiger Blick zeigte, dass Didymus und Demorphus trotz ihrer Nähe zwei verschiedene Körper waren. „Die Oberfläche sieht definitiv anders aus als bei Dimorphos“, sagte Ernst. „Man kann sicherlich einige große Felsbrocken sehen, besonders an den Rändern. Aber es sieht nicht wie ein riesiger Felshaufen aus, wie es Demorphos tut.“
Insbesondere stelle ich fest, dass Didymus im Gelände einen größeren Kontrast zwischen glatten und rauen Stellen zu zeigen scheint als die normale felsige Oberfläche von Demorphos.
Die Unterschiede zwischen Didymus und Demorphos könnten sich darauf auswirken, wie Wissenschaftler versuchen, die Entstehung von Doppelsternen zu erklären. eine Idee Es wird vermutet, dass sich der Hauptkörper so schnell drehen könnte, dass Material herausfliegen und sich schließlich in die Form eines Mondes verwandeln würde; zweiter Blick Er stellt die Hypothese auf, dass, wenn sich ein Asteroid zu weit von einem großen Planeten entfernt, die Schwerkraft des Planeten das Material zerreißen könnte, aus dem der junge Mond wird.
Wissenschaftler glauben ungefähr 15% Bei den erdnahen Asteroiden handelt es sich eigentlich um Doppelsternsysteme, bei denen die dreiteiligen Quer-Asteroiden geschleudert werden.
Bedeutung im Chaos
Dank des Designs der DART-Mission bedeutete der plötzliche Untergang des Raumfahrzeugs nicht das Ende der Daten, mit denen Wissenschaftler Dimorphos verstehen können.
Zuerst führte DART einen kleinen Begleiter namens Light Italian Cubesat mit sich, um Asteroiden zu fotografieren (LICIACube), die zwei Wochen vor der Wirkung veröffentlicht wurde. Ausgestattet mit zwei Kameras umging LICIACube die Einschlagstelle etwa drei Minuten nach der Ankunft von DART in der Hoffnung, einen Krater oder vielleicht Trümmer zu entdecken.
„Wir wussten nicht, was sie zeigen würden, als sie sich daran machten“, sagte Ernst. Aber die LICIACube-Fotos zeigten die Trümmer, die von Dimorphos an den Bannern wegflogen. „Diese Bilder, sie waren absolut erstaunlich und erstaunlich.“
Diese großen Trümmermengen deuten darauf hin, dass Dimorphos aus einem Material besteht, das relativ schwach kohäsiv ist; Erwägen Sie, einen Tennisball in einen Sandkasten zu werfen, anstatt ihn vom Bürgersteig zu werfen. Aber es gibt auch eine Kehrseite, um Unordnung zu bewirken. Die LICIACube-Bilder sind so voller Trümmer, dass Wissenschaftler nicht viel von der natürlichen Oberfläche des Asteroiden aus den Bildern entziffern können.
Aber LICIACube war nicht der einzige DART-Zeuge. Darüber hinaus rekrutierte die Expedition Teleskope auf der Erde Und die Im Weltall Beobachten Sie die Auswirkungen einer DART-Kollision.
Das planetare Verteidigungsziel der Mission war die Hauptaufgabe dieser Beobachter. Wenn Menschen einen Asteroiden entdecken, der mit der Erde zu kollidieren droht, sagen Experten für Planetenverteidigung, kann die Verkürzung der Umlaufbahn des Asteroiden um die Sonne sicherstellen, dass die beiden Objekte nicht Gefahr laufen, sich zur gleichen Zeit am selben Ort zu befinden.
Zu diesem Zweck haben sich Teleskope auf das Ziel konzentriert, die Zeit aufzuzeichnen, die Demorphos jetzt benötigt, um Didymus zu umkreisen. Die Umlaufbahn von Demorphos dauerte zuvor 11 Stunden 55 Minuten; Nach dem Aufprall war dieser Zeitraum Verringert um 32 Minuten. Das waren die höchsten Erwartungen der Wissenschaftler vor dem Start. Da der Trümmervorbeiflug an Demorphos zur Bahnänderung beigetragen hätte, unterstreicht die große Senke die Menge an Trümmern, die von DART erzeugt wurden.
Aber ständige Beobachtungen sagen Wissenschaftlern auch viel über Asteroiden als Weltraumgestein sowie darüber, was passiert, wenn Asteroiden auf natürliche Weise kollidieren.
Das Didymos-System ist normalerweise der einzige Lichtblick für Teleskope auf der Erde. Aber nur zwei Tage nach der Kollision besaß das Asteroidenpaar einen langen, hellen Schweif, ähnlich einem Kometen 6000 Meilen überspannt (10.000 km) im Weltraum.
Wie bei den LICIACube-Bildern weisen die Schlussnotizen darauf hin, dass DART ein großes Durcheinander hinterlassen hat. Der Strahlungsdruck der Sonne drückte auch die Trümmer in den Schwanz; Diese Trümmer reflektieren auch das Sonnenlicht, daher der helle Fleck.
„Es ist im Grunde wie ein kleiner Komet, ein temporärer Komet“, sagte Ernst.
Die Wissenschaftler konnten die Schweifveränderung in den Wochen nach dem DART-Effekt beobachten. Das Hubble-Weltraumteleskop Besonders wichtig war es an jener Front, wo der Asteroid seit der Kollision 18 Mal beobachtet wurde und Demorphos mit einer zweiten Schwanzknospe erwischte, Kometen Manchmal geht es dir auch so.
Demorphos ist nicht der erste Asteroid, der sich als Komet verkleidet. Um 1 von 10.000 Ein Weltraumgestein ist ein „aktiver Asteroid“ mit kometenähnlichen Merkmalen wie einem Schweif. Interessanterweise haben Wissenschaftler bereits gedacht, dass diese verwirrenden Szenen auftreten könnten, wenn ein natürlicher Einschlag Trümmer von der Oberfläche des Asteroiden schleudert.
Aber es gibt noch viel zu tun, bevor die Wissenschaftler bereit sind, aus ihren Profilen bei Didymos und Demorphos wichtige Schlussfolgerungen über Asteroiden zu ziehen. „Ich denke, es wird ehrlich gesagt lange dauern, bis die Leute in der Lage sind, alles zu rekonstruieren, was das bedeutet“, sagte Ernst über den Schwanz.
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