Der DART-Einschlag der NASA veränderte die Form und Umlaufbahn des Asteroidenmondes dauerhaft, wie eine neue Studie zeigt

Als die NASA-Raumsonde Double Asteroid Redirection Test (DART) im Jahr 2022 mit einem Asteroidenmond namens Dimorphos kollidierte, wurde der Mond erheblich deformiert – es entstand ein großer Krater und dieser wurde so dramatisch umgestaltet, dass der Mond aus seiner ursprünglichen Entwicklungsrichtung abkam – so eine neue Studie. Die Forscher der Studie glauben, dass Dimorphos bei seinen Versuchen, wieder ins Gravitationsgleichgewicht mit seinem Mutterasteroiden namens Didymos zu gelangen, chaotisch zu „taumeln“ beginnen könnte.

„Unsere ursprünglichen Vorhersagen vor dem Einschlag darüber, wie DART die Bewegung von Didymos und seinem Mond im Weltraum verändern würde, waren größtenteils richtig“, sagte Derek Richardson, Professor für Astronomie an der University of Maryland und Leiter einer DART-Untersuchungsgruppe. „Aber es gibt einige unerwartete Erkenntnisse, die helfen, ein besseres Bild davon zu liefern, wie Asteroiden und andere kleine Körper im Laufe der Zeit entstehen und sich entwickeln.“

Der Papier veröffentlicht in Zeitschrift für Planetenforschung am 23. August 2024 durch ein von Richardson geleitetes Team detailliert bemerkenswerte Beobachtungen nach dem Einschlag und beschrieb mögliche Auswirkungen auf die zukünftige Asteroidenforschung.

Eine der größten Überraschungen war, wie sehr der Aufprall mit DART die Form von Dimorphos veränderte. Laut Richardson war der Asteroidenmond ursprünglich abgeflacht (wie ein Hamburger), wurde aber nach der Kollision mit der DART-Raumsonde länglicher (ausgestreckt wie ein Fußball).

„Wir hatten erwartet, dass Dimorphos vor dem Aufprall prolat war, einfach weil wir im Allgemeinen davon ausgingen, dass der zentrale Körper eines Mondes nach und nach Material ansammeln würde, das von einem Hauptkörper wie Didymos abgestoßen wurde. Er würde natürlich dazu neigen, einen länglichen Körper zu bilden, dessen Längsachse immer auf den Hauptkörper ausgerichtet wäre“, erklärte Richardson. „Aber dieses Ergebnis widerspricht dieser Vorstellung und weist darauf hin, dass hier etwas Komplexeres am Werk ist. Darüber hinaus hat die durch den Aufprall verursachte Veränderung der Form von Dimorphos wahrscheinlich auch die Art und Weise verändert, wie er mit Didymos interagiert.“

Richardson bemerkte, dass DART zwar nur den Mond traf, Mond und Hauptkörper jedoch durch die Schwerkraft miteinander verbunden sind. Die Trümmer, die die Raumsonde beim Aufprall verstreute, spielten ebenfalls eine Rolle bei der Störung des Gleichgewichts zwischen Mond und Asteroiden, wodurch Dimorphos‘ Umlaufbahn um Didymos verkürzt wurde. Interessanterweise blieb Didymos‘ Form unverändert – ein Befund, der darauf hindeutet, dass der Körper des größeren Asteroiden fest und starr genug ist, um seine Form beizubehalten, selbst nachdem er Masse verloren hat, um seinen Mond zu bilden.

Laut Richardson haben die Veränderungen von Dimorphos wichtige Auswirkungen auf künftige Erkundungsbemühungen, einschließlich der für Oktober 2024 geplanten Nachfolgemission der Europäischen Weltraumorganisation zum Didymos-System.

„Ursprünglich war Dimorphos wahrscheinlich in einem sehr entspannten Zustand und hatte eine Seite, die auf den Hauptkörper Didymos zeigte, genau wie der Mond der Erde immer eine Seite hat, die auf unseren Planeten zeigt“, erklärte Richardson. „Jetzt ist er aus der Ausrichtung geraten, was bedeutet, dass er in seiner Ausrichtung hin und her taumeln kann. Dimorphos könnte auch ‚taumeln‘, was bedeutet, dass wir ihn möglicherweise chaotisch und unvorhersehbar rotieren ließen.“

Das Team wartet nun darauf, herauszufinden, wann die ausgeworfenen Trümmer aus dem System verschwinden, ob Dimorphos noch immer durch den Weltraum taumelt und wann es schließlich seine vorherige Stabilität wiedererlangen wird.

„Eine unserer größten Fragen ist jetzt, ob Dimorphos stabil genug ist, um Raumsonden zu landen und weitere Forschungsgeräte darauf zu installieren“, sagte er. „Es könnte hundert Jahre dauern, bis sich spürbare Veränderungen im System zeigen, aber der Einschlag ist erst vor ein paar Jahren erfolgt. Wenn wir wissen, wie lange es dauert, bis Dimorphos seine Stabilität wiedererlangt, erfahren wir wichtige Erkenntnisse über seine innere Struktur, die wiederum für zukünftige Versuche, gefährliche Asteroiden abzuwehren, relevant sind.“

Richardson und sein Team hoffen, dass Hera weitere Informationen über die Auswirkungen von DART liefern wird. Ende 2026 wird Hera das Doppelasteroidensystem mit Dimorphos und Didymos erreichen, um zum ersten Mal die inneren Eigenschaften beider Asteroiden zu untersuchen und so eine detailliertere Analyse der DART-Mission und ihrer Auswirkungen auf die Zukunft zu ermöglichen.

„DART hat uns Einblicke in die komplizierte Gravitationsphysik gegeben, die man im Labor nicht durchführen kann, und all diese Forschung hilft uns, unsere Bemühungen zur Verteidigung der Erde im Falle einer tatsächlichen Bedrohung auszurichten“, sagte Richardson. „Es besteht eine nicht zu vernachlässigende Chance, dass sich ein Asteroid oder Komet dem Planeten nähert und ihn gefährdet. Jetzt haben wir eine zusätzliche Verteidigungslinie gegen diese Art von externen Bedrohungen.“