Was geschah mit dem größeren Asteroiden Didymos, nachdem DART in Dimorphous einschlug?

DART-Mission (Double Asteroid Redirection Test) der NASA prallte im September 2022 gegen den Asteroiden Dimorphos, seine Umlaufzeit ändern. Boden- und weltraumgestützte Teleskope beobachteten das Ereignis, um nicht nur zu untersuchen, was mit dem Asteroiden passiert ist, sondern auch, um die Verteidigungsmaßnahmen des Planeten zu unterstützen, die eines Tages möglicherweise erforderlich sein könnten, um mögliche Kollisionen mit unserem Planeten abzumildern.

Astronomen haben beobachtete und studierte weiterhin Dimorphos, weit nach dem Aufprallereignis. Allerdings ist Dimorphos der kleinere Asteroid in diesem Doppelsternsystem und nur ein kleiner Mond, der den größeren Asteroiden Didymos umkreist.

Das James Webb Space Telescope (JWST) ist das einzige Teleskop, das in der Lage ist, visuell zwischen den beiden eng umlaufenden Asteroiden zu unterscheiden. Jetzt haben Astronomen mit JWST Folgebeobachtungen des Systems durchgeführt, um zu sehen, was mit Didymos passierte, nachdem sich der Staub verzogen hatte.

In einem neues Preprint-Papier gepostet an die arXiv Server erklärt ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Andrew Rivkin, dem Untersuchungsleiter für DART, wie sie etwa zwei Monate nach dem DART-Einschlag zwei Instrumente auf JWST verwendeten, um Spektren von Didymos zu messen. Eine ihrer größten Erkenntnisse ist, dass Didymos und Dimorphos anscheinend die gleiche Zusammensetzung haben, nämlich die eines gewöhnlichen Chondrits. Das ist die Klasse der Steinmeteoriten, die über 80 % aller Meteoriteneinschläge auf der Erde ausmacht. Dies bedeutet, dass der DART-Test ein äußerst guter Indikator für die Art von Asteroiden war, die eines Tages eine Bedrohung darstellen könnten.

„Einer der Vorteile der Verwendung des Didymos-Systems bestand definitiv darin, dass wir dachten, es sei repräsentativ für das meiste, was sich in seinen Liegenschaften befindet“, sagte Rivkin per E-Mail gegenüber Universe Today. „Leute, die an der Verteidigung des Planeten arbeiten, bemerken oft, dass der ‚Asteroid uns auswählt und nicht umgekehrt‘, aber es ist sehr wichtig zu zeigen, dass das, was wir bei Dimorphos gemacht haben, allgemein anwendbar ist.“

Für die neuen Beobachtungen verwendeten die Wissenschaftler am 28. November 2022 NIRSpec – das Nahinfrarotspektrometer – und MIRI, das Mittelinfrarotinstrument.

Zum Zeitpunkt der Beobachtungen waren die Zentren von Didymos und Dimorphos aus der Sicht von JWST nie mehr als 0,1 Zoll voneinander entfernt. Das Team nutzte jedoch die Tatsache, dass Dimorphos während der MIRI-Beobachtungen von Didymos verdeckt wurde.

„Didymos hat einen etwa fünfmal größeren Durchmesser als Dimorphos und hat daher etwa die 25-fache Querschnittsfläche von Dimorphos“, schrieben die Forscher. „Dieser Größenunterschied zwischen den Komponenten bedeutet, dass etwa 96 % des Flussmittels aus dem System typischerweise von Didymos stammt.“

Die Forscher sagten, mehrere Beweislinien deuten darauf hin, dass der Asteroid und sein Mond eine ähnliche Zusammensetzung hätten, und das Team kommt zu dem Schluss, dass sie „die Zusammensetzung von Dimorphos insbesondere anhand von Messungen des von Didymos dominierten Flusses vernünftig abschätzen können“.

Angesichts der Schwierigkeit, bei Beobachtungen über große Entfernungen zwischen Didymos und Dimorphos zu unterscheiden, habe ich Rivkin gefragt, ob sie in den Beobachtungen von Didymos nach dem Aufprall auf Dimorphos angesichts des Staubs und der Trümmer des Aufpralls irgendwelche merklichen Veränderungen feststellen könnten. Die Ergebnisse scheinen darauf hinzudeuten, dass Didymos den DART-Einschlag auf den Mond des Asteroiden weitgehend unbeschadet überstanden hat.

„Wir haben viele neue Ergebnisse aus Beobachtungen des Didymos-Systems, die veröffentlicht werden (einschließlich dieses Vordruckpapier unter der Leitung von Theodore Kareta) über die Entwicklung und Evolution des Schwanzes. Es zeigt, dass es nach etwa 25 Tagen keine zusätzliche Helligkeit durch Trümmer innerhalb des Didymos-Systems gab, und so sind bis November 2022 die Beobachtungen des Systems (einschließlich der JWST-Beobachtungen!) so gut wie nur noch Didymos.“

Rivkin fügte hinzu, dass sie mit polarisiertem Licht einige rätselhafte Beobachtungen gemacht haben, die darauf hindeuten, dass sich die durchschnittliche Partikelgröße oder das durchschnittliche Reflexionsvermögen auf Didymos möglicherweise leicht verändert haben könnten, aber sie warten auf das Frühjahr 2024, um weitere Beobachtungen zu erhalten.

Ein interessanter (und unterhaltsamer!) Vergleich, den Rivkin und sein Team anstellten, ist die Ähnlichkeit von Didymos mit dem Tscheljabinsk-Meteor, der berühmte Meteor, der im Februar 2013 einen riesigen Luftausbruch über Russland auslöste. Der Tscheljabinsk-Meteor gilt als das größte natürliche Weltraumobjekt, das seit dem Tunguska-Ereignis im Jahr 1908 in die Erdatmosphäre gelangt ist. Er dient also auch als sehr repräsentativer erdnaher Asteroid.

„Ja, dieser Vergleich schien besonders treffend!“ sagte Rivkin. „Woraus Didymos und Dimorphos bestehen, kommt bei erdnahen Asteroiden sehr häufig vor, sodass selbst ein zufällig ausgewählter Meteorit gute Chancen hätte, zusammenzupassen!“

Andere Asteroiden, die noch genauer untersucht wurden – wie Eros und Itokawa – hätten ebenfalls ähnliche Zusammensetzungen, sagte Rivkin, auch wenn sie wahrscheinlich nicht vom selben ursprünglichen Objekt stammen. Aber alle hier erwähnten Asteroiden gehören derselben Klasse an: Asteroiden vom Typ S – kieselsäurehaltig oder steinig.

Eros war der erste Asteroid, der von einer Raumsonde umkreist wurde (NEAR im Jahr 2000), und der erste Asteroid, auf dem eine Raumsonde landete. Es war auch der erste erdnahe Asteroid (NEA), der 1898 entdeckt wurde. Itokawa wurde von der JAXA Hayabusa-Mission besucht und war der erste Asteroid, von dem Proben eingefangen und zur Analyse auf die Erde gebracht wurden.

Auch wenn Fernbeobachtungen weit entfernter Objekte wie Didymos und Dimorphos unglaublich schwierig sind – insbesondere für die genaue Bestimmung der Zusammensetzung von Asteroiden – sagte Rivkin, er sei von dem Erfolg, den sie hatten, ermutigt.

„Wir haben über 50 Jahre damit verbracht, einige sehr detaillierte Fragen zu klären und herauszufinden, wie wir sie angehen können“, sagte er. „Studien wie die JWST-Beobachtungen und all die anderen großartigen Arbeiten, die im Laufe der Jahre zur Beobachtung von Didymos geleistet wurden, und die Tatsache, dass sie sich über das Gesamtbild einig sind, geben uns die Chance, einen Schritt zurückzutreten und zu erkennen, wie weit wir in der Lage gekommen sind aus der Ferne sagen, woraus etwas besteht.

Aber die Beobachtungen von Dimorphos und Didymos werden weitergehen und die Astronomen freuen sich darauf, bald noch mehr zu erfahren. Die Hera-Mission der ESA soll Ende 2026 im Didymos-System eintreffen, und die Forscher sagten, sie könnten mehrere der mit JWST gefundenen Ergebnisse weiterverfolgen oder erweitern.

Insbesondere wird Hera in der Lage sein, die Oberfläche von Didymos mit einer höheren räumlichen Auflösung abzubilden, als dies mit DART (sowie mit) möglich war LICIACube – der leichte italienische CubeSat zur Abbildung von Asteroiden, Ein CubeSat, der Teil der DART-Mission war und Bilder des Einschlags zurückschickte.) Hera wird in der Lage sein, einen Test der aus der Mittelinfrarotspektroskopie abgeleiteten Rückschlüsse auf die Regolith-Partikelgröße durchzuführen und eine Überprüfung der gemessenen thermischen Trägheit durchzuführen.

„Wir freuen uns auf Hera- und zukünftige JWST-Messungen weiterer Asteroiden des S-Komplexes, die uns dabei helfen werden, unsere Bemühungen fortzusetzen, die Population potenzieller Asteroidenimpaktoren zu verstehen, für die wissenschaftliche Forschung und als Grundlage für die Verteidigungsbemühungen des Planeten, um potenzielle Kollisionen abzumildern“, sagten die Forscher .