Hubble ziet stenen ontsnappen uit de asteroïde Dimorphos

De impact van de DART-missie in 2022 deed het oppervlak van de asteroïde schudden

Sorry Chicken Little, de lucht valt niet naar beneden – in ieder geval nog niet.

Asteroïde-inslagen vormen een reëel risico om met de aarde te botsen. Wetenschappers schatten dat een asteroïde van enkele kilometers breed 65 miljoen jaar geleden op de aarde insloeg en de dinosaurussen, naast andere levensvormen, uitroeide in een massale uitsterving. In tegenstelling tot de dinosaurussen kan de mensheid dit lot vermijden als we beginnen te oefenen hoe we een asteroïde die de aarde nadert, kunnen laten ontsporen.

Dit is moeilijker dan afgebeeld in sciencefictionfilms als Deep Impact. Planetaire wetenschappers moeten eerst uitzoeken hoe ze asteroïden kunnen groeperen. Vliegen er hopen losjes opeengehoopte rotsen, of iets substantieels? Deze informatie zal helpen bij het ontwikkelen van strategieën om de dreigende asteroïde met succes af te buigen.

als eerste stap, NASA Hij voerde een experiment uit om een ​​asteroïde kapot te slaan om te zien hoe overstuur deze was. De inslag van het DART-ruimtevaartuig (Double Asteroid Reorientation Test) vond plaats op de asteroïde Dimorphos op 26 september 2022. Astronomen gebruikten Hubble-ruimtetelescoop Blijf de effecten van de kosmische botsing volgen. De verrassing is de ontdekking van enkele tientallen stenen die na de instorting van de asteroïde zijn getild. In de Hubble-afbeeldingen lijken ze een zwerm bijen te zijn die zich heel langzaam van de asteroïde verwijderen. Dit zou kunnen betekenen dat het raken van een asteroïde die de aarde nadert, een dreigende groep rotsen in onze richting kan sturen.

Afbeelding van de asteroïde Dimorphos, met kompas- en meetlintpijlen en een kleurensleutel ter referentie.
De noord- en oostkompaspijlen geven de richting van de afbeelding in de lucht aan. Merk op dat de relatie tussen noord en oost aan de hemel (van onderaf gezien) omgekeerd is ten opzichte van de richtingspijlen op de Earth-kaart (van bovenaf gezien).
Het helderwitte object linksonder is Dimorphos. Het heeft een blauwachtige stofstaart die zich diagonaal naar rechtsboven uitstrekt. Een groep blauwe stippen (gemarkeerd met witte cirkels) omringt de asteroïde. Dit zijn de rotsen die door de asteroïde zijn verbrijzeld toen NASA op 26 september 2022 opzettelijk het DART-ruimtevaartuig van een halve ton in de asteroïde ramde als een test van wat er nodig zou kunnen zijn om sommige toekomstige asteroïden af ​​te buigen van een crash op de aarde. Hubble bracht slow-motion rotsen in beeld met de Wide Field Camera 3 in december 2022. De kleur is het resultaat van de toewijzing van een blauwe tint aan het monochrome (grijswaarden) beeld.
Credits: NASA, ESA, David Jewett (UCLA) en Alyssa Pagan (STScI)

Het iconische rocknummer “Shake, Rattle and Roll” uit 1954 had de themamuziek kunnen zijn voor recente ontdekkingen van de Hubble Space Telescope over wat er gebeurt met de asteroïde Dimorphos in de nasleep van NASA’s DART-experiment (Double Asteroid Redirection Test). DART had op 26 september 2022 opzettelijk een impact op Dimorphos, waardoor de baan van zijn baan rond de grotere asteroïde Didymos enigszins veranderde.

Astronomen die de buitengewone gevoeligheid van Hubble gebruikten, ontdekten een zwerm stenen die waarschijnlijk van de asteroïde schudde toen NASA opzettelijk het DART-ruimtevaartuig van een halve ton met bijna 22.000 mijl per uur in Dimorphos ramde.

De 37 vrije schelprotsen variëren in grootte van 1 meter tot 22 meter breed, gebaseerd op Hubble-fotometrie. Ze bewegen zich weg van de asteroïde met iets meer dan een halve mijl per uur – ongeveer de loopsnelheid van een reuzenschildpad. De totale massa van deze ontdekte rotsen is ongeveer 0,1% van de massa van Dimorphos.

Dit is het laatste volledige beeld van de asteroïde Dimorphos, zoals gezien door NASA’s DART (Double Asteroid Redirection Test) ruimtevaartuig twee seconden voor de inslag. De Didymus Reconnaissance Camera en de Asteroid Optical Navigation Camera (DRACO) aan boord legden een 30 meter brede plek van de asteroïde vast. Het DART-ruimtevaartuig zond deze beelden van de DRACO-camera in realtime terug naar de aarde toen het de asteroïde naderde. DART heeft met succes zijn doel bereikt op 26 september 2022. Credits: NASA, APL

“Dit is een fascinerende observatie – veel beter dan ik had verwacht. We zien een wolk van rotsen die massa en energie wegvoeren van het inslagdoel. De aantallen, maten en vormen van de rotsen komen overeen met het vallen van het oppervlak van Dimorphos als gevolg van de inslag”, zegt David Jewett van UCLA, een planetaire wetenschapper die Hubble heeft gebruikt om veranderingen in de asteroïde tijdens en na de Dart-inslag te volgen. “Dit vertelt ons voor het eerst wat er gebeurt als je een asteroïde raakt en materiaal in grotere afmetingen ziet verschijnen. Rotsen behoren tot de zwakste objecten die ooit in ons zonnestelsel zijn gefotografeerd. “

Jewett zegt dat dit een nieuwe dimensie opent voor het bestuderen van de effecten van het DART-experiment Europees RuimteagentschapHet aankomende HERA-ruimtevaartuig, dat eind 2026 de binaire asteroïde zal bereiken. HERA zal een gedetailleerd post-impactonderzoek uitvoeren van de beoogde asteroïde. ‘De rotswolk zal nog steeds verdwijnen als Hera arriveert,’ zei Jewett. “Het is als een heel langzaam uitdijende zwerm bijen die zich uiteindelijk zal verspreiden langs de baan van het binaire paar rond de zon.”

Deze illustratie toont een NASA-ruimtevaartuig voor de Double Asteroid Redirection Test (DART) voorafgaand aan de botsing in het Didymos binaire asteroïdesysteem. Afbeelding tegoed: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Het is waarschijnlijk dat de rotsen niet versplinterd zijn van de kleine asteroïde die de inslag veroorzaakte. Ze waren al verspreid over het oppervlak van de asteroïde, zoals te zien is op het laatste close-upbeeld dat de DART-ruimtesonde slechts twee seconden voor de inslag maakte, toen het slechts zeven mijl boven het oppervlak was.

Jewett schat dat de inslag 2% van de rotsen op het oppervlak van de asteroïde deed schudden. Hij zegt dat de rotswaarnemingen van Hubble ook een schatting geven van de grootte van de DART-inslagkrater. “Het zou mogelijk zijn geweest om de rots uit te graven uit een cirkel van ongeveer 50 meter breed (de breedte van een voetbalveld) op het oppervlak van Dimorphos,” zei hij. Hera zou uiteindelijk de werkelijke grootte van het gat bepalen.

Dimorphos is mogelijk lang geleden ontstaan ​​uit materie die door de grotere asteroïde Didymus de ruimte in is geslingerd. Het moederlichaam is mogelijk te snel rondgedraaid of heeft mogelijk materiaal verloren door een lichte botsing met een ander lichaam, naast andere scenario’s. Het uitgeworpen materiaal vormde een ring die door de zwaartekracht samensmolt tot een dimorfose. Dit zou het een rondvliegende puinhoop maken van rotsachtig puin dat losjes wordt vastgehouden door de relatief zwakke zwaartekracht. Daarom is het binnenste deel waarschijnlijk niet massief, maar heeft het een structuur die lijkt op een druiventros.

Het is niet duidelijk hoe de stenen van het oppervlak van de asteroïde zijn getild. Het kan deel uitmaken van een uitwerppluim die is vastgelegd door Hubble en andere observatoria. Of de seismische golf van de inslag kan door de asteroïde zijn getrild – alsof je met een hamer op een bel slaat – waardoor het aggregaat aan het oppervlak trillingen verliest.

“Als we de rotsen volgen in toekomstige Hubble-waarnemingen, hebben we mogelijk genoeg gegevens om de sporen van de rotsen te lokaliseren. En dan zullen we zien in welke richtingen ze vanaf het oppervlak zijn gelanceerd,” zei Jewett.

De DART- en LICIACube-teams (Light Italian CubeSat for Asteroid Imaging) bestudeerden ook rotsen die werden gedetecteerd in afbeeldingen die werden gemaakt door LICIACube’s LUKE-camera (LICIACube Unit Key Explorer) in de minuten onmiddellijk na de kinetische DART-impact.

De Hubble Space Telescope is een internationaal samenwerkingsproject tussen NASA en de European Space Agency. De telescoop wordt beheerd door NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Het Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, voert de wetenschappelijke operaties van Hubble en Webb uit. STScI wordt beheerd voor NASA door de Association of Universities for Research in Astronomy, in Washington, DC