Skräp som kastades ut från DART-nedslaget hjälpte till att ge asteroiden Dimorphos en extra push

En rymdfarkosts nedslag i asteroiden Dimorphos förra året ändrade asteroidens omloppsperiod runt sin följeasteroid, Didymos, med 33 minuter, med mycket av momentumförändringen som kom från utstötningen som frigjordes av nedslaget. Det är ett av fynden från en kvintett av nya tidningar som nu har verifierat mängden med vilken nedslaget slog den 177 m breda Dimorphos från sin omloppsbana.

Testet för omdirigering av dubbla asteroider (DART) var en NASA-rymdfarkost designad som ett test av om det i framtiden är möjligt att avleda en potentiellt farlig asteroid bort från jorden.

DART träffade Dimorphos den 26 september 2022 och utplånade rymdfarkosten och grävde ut en krater på ytan som ledde till strömmar av utstötningar som sträckte sig bort från den skadade asteroiden, som fångades av rymdteleskopen Hubble och James Webb.

Den framgångsrika effekten resulterade i att NASA och ett team ledd av Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i USA tog över Fysikvärlden Årets genombrott 2022 tilldela.

NASA hade förväntat sig att Dimorphos omloppsbana skulle genomgå en minsta förändring med cirka sju minuter efter nedslaget. Ändå indikerar observationer av den dubbla asteroidens ljuskurva som spårar hur de två asteroiderna kretsar runt varandra, periodiskt förmörkande varandra, såväl som radarmätningar, att Dimorphos omloppsperiod runt den större 850 m breda Didymos bromsades upp med 33 minuter.

"Många människor hade det här antagandet att vi tog två biljardbollar och kraschade den ena i den andra", säger Cristina Thomas vid Northern Arizona University, ledare författare till en av de nya tidningarna.

Istället kraschade DART in i lite mer än en löst konsoliderad grushög och kunde sparka ut massor av material i rymden.

"Det materialet har sitt eget momentum," berättade Thomas Fysikvärlden. "Vi hänvisar till det som "momentum förbättring" eftersom det är utöver vad vi kan förvänta oss av en oelastisk kollision."

DART-uppdraget träffar framgångsrikt asteroiden i ett första test i sitt slag

Det var denna momentumförbättring som utgjorde skillnaden mellan sju och 33 minuter i förändringen i omloppsperioden. Detta tyder på att det mesta av momentumförändringen som gavs på Dimorphos inte kom direkt från DART:s kinetiska nedslag, utan från utkastningen som orsakade en rekyl på asteroiden.

Fyndet får konsekvenser för när det kan bli nödvändigt att avleda en farlig asteroid bort från jorden. Det extra trycket från utkastet innebär att det kan vara möjligt att avleda en asteroid med kortare tid före nedslaget än vad man ursprungligen trodde. "[Det] förändrar verkligen hur vi tänker på omfattningen av asteroidavböjning", säger Thomas.

Thomas påpekar dock att DARTs nedslag "bara är en datapunkt" och att andra asteroider kan ha andra egenskaper. "Men eftersom vi tror att många asteroider är stenhögar, ger det oss lite utrymme när det gäller att avleda dem", tillägger Thomas.

Andra fynd

Ett annat papper expanderar på momentumförbättringen. Av Andy Cheng från Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory och kollegor, finner den att själva nedslaget resulterade i en omedelbar minskning av Dimorphos omloppshastighet på 2.7 mm per sekund – tillräckligt hög för att implicera rekyl från frisättningen av ejekta.

I en tredje tidning, ledd av Ariel Graykowski från SETI-institutet, och med hjälp av observationer från medborgarforskare, ledde mängden ljusning av Dimorphos i efterdyningarna av kollisionen till en uppskattning av utstötningsmassan på 0.3–0.5 procent av Dimorphos totala mängd. massa.

Avböjning av en jordnära asteroid av DART är den Fysikvärlden Årets genombrott 2022

Ejectaströmmarna utvecklades komplext, eftersom först gravitationen från de två asteroiderna, och sedan strålningstrycket från solvinden, verkade på dem, enligt till en fjärde tidning ledd av Jian-Yang Li från Planetary Science Institute i Arizona.

Li ledde Hubble Space Telescope-observationer av nedslaget, som visade att en utstötningskon vrids av asteroidernas gravitation, innan fotontrycket från solljus sköt bort utkastet i två dammstjärtar. Ett femte papper sammanfattar resultaten för vad som var ett framgångsrikt test av kinetic impactor-teknologi för planetariskt försvar.

Europeiska rymdorganisationens Hera uppdrag, som lanserades i oktober 2024, förväntas anlända till Didymos-Dimorphos-systemet 2026. Hera kommer att följa upp efterdyningarna av nedslaget, avbilda den resulterande kratern och karakterisera de två asteroiderna överlag.

De fem tidningarna publiceras i Natur.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Källa: https://physicsworld.com/a/debris-ejected-from-the-dart-impact-helped-give-asteroid-dimorphos-an-extra-push/