Nachdem die DART-Mission der NASA im September 2022 den Asteroiden Dimorphous traf, stellten Wissenschaftler fest, dass der Aufprall dazu führte, dass Tonnen von Gestein von der Oberfläche des kleinen Asteroiden geschleudert wurden. Noch wichtiger ist jedoch, dass der Einschlag von DART die Umlaufzeit von Dimorphos veränderte und sie um etwa 33 Minuten verkürzte.
Eine Gruppe von Forschern maß jedoch etwa einen Monat später die Umlaufzeit und stellte fest, dass sie auf 34 Minuten angestiegen war – eine Minute länger als bei den ersten Messungen. Obwohl es sich um einen einzelnen Einschlag von DART handelte, verlangsamte eine gewisse Kraft weiterhin die Umlaufbahn des Asteroiden, und die Astronomen wissen noch nicht, was dieser Mechanismus sein könnte.
„Wir stellen fest, dass kein zuvor für dieses System vorgestellter Mechanismus eine so große Periodenänderung erklären kann, und der Widerstand durch Aufprallauswurf ist eine unwahrscheinliche Erklärung“, schrieben die Forscher ihr Papierveröffentlicht als Preprint am arXiv. „Weitere Beobachtungen des (65803) Didymos-Systems sind erforderlich, um sowohl unser Ergebnis zu bestätigen als auch dieses System nach dem Aufprall besser zu verstehen.“
Der Zweck von DART bestand darin, zu testen, wie Asteroiden auf Einschläge reagieren. Als die ersten Daten nach dem Einschlag veröffentlicht wurden, war die Änderung der Umlaufzeit eine großartige Neuigkeit, da es sich bei dieser Art von kinetischem Einschlag um eine Technik zur Verteidigung des Planeten handelt, bei der ein Raumschiff absichtlich mit einem potenziell gefährlichen Asteroiden kollidiert, um seinen Kurs zu ändern. Die Daten von DART helfen sowohl der NASA als auch der ESA, sich auf die Möglichkeit vorzubereiten, einen Asteroiden von einem möglichen Aufprall auf die Erde ablenken zu müssen.
„Wir wissen, dass das erste Experiment funktioniert hat. Jetzt können wir beginnen, dieses Wissen anzuwenden“, sagte Andy Rivkin, Co-Leiter des DART-Untersuchungsteams am Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL), bereits im Dezember 2022, als die ersten DART-Daten veröffentlicht wurden .
DART wog 610 kg (1.340 lb) und stürzte mit etwa 22.530 km/h (14.000 mph) auf Dimorphos. DART grub einen Krater auf der Oberfläche des Dimorphos aus, der mehr als 900.000 kg (990 US-Tonnen) Trümmer in den Weltraum schleuderte. Daten auch deutete darauf hin, dass der Einschlag von DART in Dimorphos auch die Flugbahn des Mutterasteroiden des Mondes, Didymos, veränderte.
Wissenschaftler schätzten, dass der Einschlag von DART über eine Million Kilogramm (zwei Millionen Pfund) des staubigen Gesteins in den Weltraum verdrängte – oder genug, um sechs oder sieben Eisenbahnwaggons zu füllen. Das DART-Wissenschaftsteam analysiert weiterhin seine Daten sowie neue Informationen über die Zusammensetzung des Asteroidenmondes und die Eigenschaften des Auswurfs, um zu erfahren, wie sehr der erste Einschlag von DART den Asteroiden bewegte und wie viel vom Rückstoß herrührte.
Doch nun nutzte eine andere Forschergruppe unter der Leitung von Taylor Gudebski und Elisabeth Heldridge für ihre Beobachtungen das 0,7-m-Teleskop am Thacher-Observatorium auf dem Campus der Thacher School im kalifornischen Ventura County.
Sie haben die Änderung des Zeitraums nach der Kollision in Beobachtungen gemessen, die etwa 20 bis 30 Tage nach den ersten Daten gemacht wurden, und ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich der Systemzeitraum in dieser kurzen Zeit möglicherweise verkürzt hat.
Ein Gedanke war, dass die Trümmerwolke, da sie so groß war und sich im Laufe der Zeit veränderte, die Umlaufbahn von Dimorphos beeinflussen könnte. In einer im März 2023 veröffentlichten Studie verfolgten Astronomen einen Monat lang die Entwicklung der Trümmerwolke aus der Kollision und stellten fest, dass sich mit der Ausdehnung der Trümmer nach außen Strukturen wie Klumpen, Spiralen und ein langer Schweif zu bilden begannen, der durch die Sonnenstrahlung weggeschoben wurde . Das Team von Gudebski und Heldridge glaubt jedoch nicht, dass die Trümmer für die beobachtete Veränderung verantwortlich sind.
Das James-Webb-Weltraumteleskop hat diese Sequenz der DART-Kollision auf Dimorphos aufgenommen. Bildnachweis: NASA, ESA, CSA und STScI.
Interessanterweise, so die Forscher, sei bereits vor der DART-Kollision eine langsame Veränderung der Periode von Dimorphos beobachtet worden. Die Forscher schrieben jedoch, dass nicht einmal dieser Betrag der Veränderung den Unterschied erklären könne, „da er vier Größenordnungen zu klein war, um den Unterschied zu erklären, den wir sehen.“
„Daher kann der Effekt, der den Orbitalzerfall vor der Kollision verursacht hat, nicht die von uns beobachtete Diskrepanz erklären; dazu gehören der binäre YORP-Effekt, gegenseitige Gezeiten, die unterschiedliche Yarkovsky-Kraft, die Knotenpräzession und der Massenverlust“, sagten sie.
Diese Forschergruppe und das DART-Team werden die Auswirkungen von DART weiterhin beobachten und untersuchen. Es wird interessant sein herauszufinden, ob die Umlaufzeit weiter abnimmt oder nicht und wie sich dies auf den Einsatz kinetischer Impaktoren auswirken könnte.
Darüber hinaus wird im Jahr 2024 eine weitere Raumsonde starten, um Dimorphos noch genauer zu untersuchen. Die Hera-Mission der ESA soll im Dezember 2026 in Didymos und Dimorphos eintreffen. Hera wird eine detaillierte Untersuchung von Dimorphos durchführen, um besser zu verstehen, wie sich der Einschlag darauf ausgewirkt hat.
Mehr Informationen:
Taylor Gudebski et al., Neue Post-DART-Kollisionsperiode für das Didymos-System: Hinweise auf anomalen Orbitalzerfall, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2308.15488