„Die Implikation für die Verteidigung des Planeten besteht darin, dass kleine Asteroiden aus Trümmerhaufen wie Dimorphos sehr effizient abzulenken sind und die kinetische Impaktortechnik ein geeigneter Ablenkungsmechanismus wäre.“
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass der Zielasteroid des Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA durch den Einschlag möglicherweise umgeformt wurde. Eine neue Untersuchung der Folgen der Kollision ergab, dass der Asteroid, der die kleinere Komponente eines binären Asteroidensystems darstellt, eine lockere „Trümmerhaufen“-Zusammensetzung aufweist.
DART prallte am 26. September 2023 in den Mondmond Dimorphos, der den größeren Weltraumfelsen Didymos umkreist. Ziel dieses kosmischen Angriffs war es, herauszufinden, ob ein kinetischer Einschlag die Flugbahn eines Asteroiden um ein größeres Objekt verschieben könnte, und zu überprüfen, ob dies mit dieser Methode möglich ist eines Tages dazu verwendet werden, einen Weltraumfelsen zu beeinflussen, wenn seine Bahn auf Kollisionskurs mit der Erde gerät.
Sechs Monate nach dem Einschlag bestätigte die NASA, dass die Mission erfolgreich war: Die Zeit, die Dimorphos benötigt, um seinen größeren Asteroidenbegleiter zu umkreisen, wurde um 33 Minuten verkürzt. Nach dem Einschlag dauert eine Umlaufbahn von Dimorphos um Didymos etwa 11 Stunden und 23 Minuten. Und nun zeigen neue Forschungsergebnisse, dass der Einfluss möglicherweise auch erhebliche Auswirkungen auf die Form von Dimorphos hatte.
Ein Team um die Wissenschaftlerin Sabina Raducan von der Universität Bern hat mithilfe modernster Computermodelle zunächst festgestellt, dass es sich bei Dimorphos um einen losen, aus Trümmern bestehenden Asteroiden handelt. Dies bedeutet auch, dass sich der Mond möglicherweise aus Material gebildet hat, das von seinem größeren Asteroidenpartner Didymos ausgestoßen wurde.
Die Simulationen, die den Beobachtungen des Einschlags am nächsten kamen, deuten darauf hin, dass Dimorphos nur einen schwachen Zusammenhalt aufweist und auf seiner Oberfläche keine großen Felsbrocken aufweist.
„Vor der Ankunft von DART bei Dimorphos wussten wir nicht, was uns erwarten würde. Da das System so weit von der Erde entfernt ist, wurde Dimorphos nicht richtig aufgelöst. Daher hätten wir auf alles stoßen können, von einem monolithischen Körper – im Wesentlichen auf einen großen Felsbrocken dieser Größe.“ von Dimorphos – zu einem zusammenhängenden Trümmerhaufen oder irgendetwas dazwischen“, sagte Raducan gegenüber Space.com. „Obwohl das Ergebnis der Auswirkungen für die meisten eine Überraschung war, handelte es sich dennoch um eines der vorhergesagten Szenarien.“
Raducan fügte hinzu, dass die Vorbereitung zwar bedeutete, dass die Trümmerhaufen-Natur von Dimorphos nicht allzu überraschend war, DART jedoch andere Dinge enthüllte, die das Team überraschten.
„Dimorphos haben eine ganz andere Zusammensetzung als die Asteroiden Ryugu und Bennu, aber ihre scheinbar sehr ähnliche Reaktion auf Einschläge war überraschend“, sagte Raducan. „Bei all diesen Asteroiden kommt es zu Kraterbildung in einem Zustand geringer Schwerkraft und geringer Kohäsion, wobei der Krater um ein Vielfaches größer wird als das Projektil.“
Darüber hinaus scheint die DART-Kollision Dimorphos nach den Berechnungen des Teams nicht nur zu einem Einschlagskrater, sondern völlig umgestaltet zu haben. Dies wäre durch einen Prozess namens globale Verformung geschehen. Die Umformung wiederum scheint dazu geführt zu haben, dass die Außenseite des Mondchens mit Material aus seinem Inneren an die Oberfläche gebracht wurde.
Die Simulationen des Teams zeigten, dass zwischen 0,5 % und 1 % der Masse von Dimorphos infolge des DART-Einschlags herausgeschleudert wurden, während 8 % seiner Masse neu verteilt wurden, was zu einer erheblichen Umformung und neuen Oberfläche des Asteroiden führte. Raducan fügte hinzu, dass diese Ergebnisse darauf hindeuten, dass die strukturellen Integritäten und Reaktionen auf Einschläge kleiner Asteroiden wahrscheinlich stark von ihrer inneren Zusammensetzung und der Verteilung ihrer Bestandteile beeinflusst werden.
Die Ergebnisse des Teams könnten Wissenschaftlern helfen, das Asteroidensystem Dimorphos und Didymos besser zu verstehen und die Dynamik anderer binärer Asteroiden im Sonnensystem zu analysieren.
„Die Materialeigenschaften und die Struktur von Dimorphos, wie sie in dieser Studie ermittelt wurden, lassen darauf schließen, dass der kleine Mond wahrscheinlich durch rotierende Massenabgabe und Wiederansammlung von Didymos entstanden ist“, sagte Raducan. „Diese Ergebnisse bieten Hinweise auf die Verbreitung und Eigenschaften ähnlicher Doppelsternsysteme in unserem Sonnensystem und tragen zu unserem umfassenderen Verständnis ihrer Entstehungsgeschichte und Entwicklung bei.“
Das Hauptziel von DART bestand darin, Methoden zur planetaren Verteidigung zu testen, und Raducan sagte, die Mission habe in dieser Hinsicht definitiv Erfolge erzielt. Sie erklärte, dass diese Ergebnisse die Entwicklung zukünftiger Asteroiden-Erkundungsmissionen beeinflussen und Auswirkungen auf Strategien zur Eindämmung von Asteroiden-Kollisionen haben werden, was die Gestaltung künftiger Initiativen zur Planetenverteidigung leiten wird.
„Die Implikation für die Verteidigung des Planeten besteht darin, dass kleine Asteroiden aus Trümmerhaufen wie Dimorphos sehr effizient abzulenken sind und die kinetische Impaktortechnik ein geeigneter Ablenkungsmechanismus wäre“, sagte Raducan. „Vor dem Ablenkungsversuch wäre jedoch wahrscheinlich eine Aufklärungsmission erforderlich, um die Eigenschaften des Asteroiden genau einzuschätzen.“
Die Forscher planen nun, Simulationsergebnisse mit Daten zu vergleichen, die von der bevorstehenden Dimorphos-Besuchsmission Hera der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) gesammelt wurden, um ihre Modelle zu validieren und zu verfeinern.
„Die Ergebnisse der Hera-Mission werden entscheidend dazu beitragen, unsere Modelle zu validieren und einen kinetischen Impaktor in einen zuverlässigen Asteroiden-Ablenkmechanismus umzuwandeln“, schloss Raducan. „Wir planen außerdem, unsere Analyse auf ein breiteres Spektrum von Asteroidentypen und/oder -formen auszudehnen, wie beispielsweise Dinkinesh, wie es kürzlich von der Lucy-Mission abgebildet wurde.“
„Diese Studien werden die Robustheit unserer Vorhersagen zur Planetenverteidigung verbessern und zu einem umfassenderen Verständnis der Mechanik und Zusammensetzung von Asteroiden beitragen.“
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am Montag (26. Februar) in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht."
