Kosmiczny Teleskop Hubble'a dostrzegł duże skały wyrzucone z asteroidy Dimorphos po tym, jak ta została uderzona przez sondę DART w pierwszym teście naszych możliwości do obrony Ziemi przed potencjalnie zagrażającą planecie kosmiczną skałą. Astronomowie naliczyli co najmniej 37 dużych głazów, które powoli oddalają się od asteroidy.
Przemierzające przestrzeń kosmiczną skały stanowią realne zagrożenie dla Ziemi. Naukowcy szacują, że 65 milionów lat temu asteroida o średnicy kilku kilometrów uderzyła w Ziemię i zmiotła z jej powierzchni dinozaury, a także inne formy życia. W przeciwieństwie do dinozaurów, ludzkość może uniknąć tego losu. Pierwszym testem naszych możliwości obronnych była misja DART (Double Asteroid Redirection Test).
27 września ubiegłego roku ważący niecałe 600 kilogramów statek kosmiczny o wielkości lodówki uderzył w asteroidę Dimorphos o gabarytach Wielkiej Piramidy w Gizie z prędkością ok. 23 tys. km/h. Dimorphos to małe ciało o średnicy zaledwie 160 metrów oddalone o około 11 milionów kilometrów od Ziemi. Jest księżycem większej skały o średnicy 780 metrów zwanej Didymosem. Był to pierwszy eksperyment przeprowadzony przez ludzkość, który miał na celu zmianę trajektorii obiektu znajdującego się w przestrzeni kosmicznej. I test ten się udał.
Przed uderzeniem Dimorphos potrzebował 11 godzin i 55 minut na okrążenie Didymosa. Analiza danych zebranych przez teleskopy naziemne i kosmiczne wykazała, że sonda DART zmieniła orbitę Dimorphosa o 32 minuty, skracając ją do 11 godzin i 23 minut. To więcej niż początkowo zakładano.
Samo uderzenie sondy DART wytworzyło długi na 1500 kilometrów pióropusz gruzu ciągnący się za Dimorphosem, który można było podziwiać przez prawie miesiąc. Uczeni ustalili, że tak duża zmiana orbity powstała nie tylko w wyniku uderzenia statku kosmicznego w kosmiczną skałę. Większa część zmiany była spowodowana efektem odrzutu całego wyrzuconego materiału wylatującego w kosmos, a tego, jak oszacowali badacze, było ponad 1000 ton.
Sonda DART trafiła w miejsce około 25 metrów od centrum asteroidy, maksymalizując siłę uderzenia, w wyniku którego duże ilości gruzu z asteroidy wyleciały na zewnątrz. Odrzut wywołany tą siłą zepchnął asteroidę dalej od jej poprzedniej trajektorii. Badacze ustalili też, że impakt sondy zmniejszył prędkość Dimorphosa o 2,7 milimetra na sekundę, jednak dzięki wyrzutowi materii efekt ten był kilkukrotnie większy.
Teraz, po 10 miesiącach od uderzenia, Kosmiczny Teleskop Hubble'a dostrzegł kolejne następstwa pierwszego w historii zamierzonego zderzenia statku kosmicznego z asteroidą. Czułe oko teleskopu pozwoliło zaobserwować co najmniej 37 dużych głazów wyrzuconych w przestrzeń kosmiczną. Skały o średnicy od jednego do siedmiu metrów zamiast z powrotem opadać na Dimorphosa, oddalają się od niego z prędkością około 0,8 km/h. Łączna masa uciekających skał została oszacowana na 0,1 proc. masy asteroidy przed zderzeniem.
Fot. NASA, ESA, David Jewitt (UCLA), Image Processing: Alyssa Pagan (STScI). Zdjęcie z Hubble'a pokazuje nowo zaobserwowane głazy zaznaczone kółkiem.
Uczeni uważają, że uciekające w przestrzeń głazy zostały strącone z powierzchni asteroidy. Innymi słowy, sonda DART nie tyle rozbiła Dimorphosa i wyrwała z niego duże kawałki gruzu, ile zrzuciła te skały, które luźno leżały na jej powierzchni. Uczeni chcą dokładnie poznać ten proces i mają nadzieję, że ustalenie ścieżki każdego z głazów im w tym pomoże.
- To spektakularna obserwacja, znacznie lepsza niż się spodziewałem - mówi David Jewitt, planetolog z University of California w Los Angeles. - Widzimy chmurę głazów przenoszących masę i energię z dala od celu uderzenia… Jeśli będziemy śledzić głazy w przyszłych obserwacjach Hubble'a, możemy mieć wystarczająco dużo danych, aby określić ich dokładne trajektorie. A potem zobaczymy, w jakich kierunkach zostały wystrzelone z powierzchni – dodaje.
Sukces misji zwiększa szanse na to, że pewnego dnia taka metoda będzie mogła zostać wykorzystana do zmiany kursu zagrażającej Ziemi asteroidy. Uważa się, że Dimorphos powstał z materiału wyrzuconego przez Didymosa podczas zderzenia lub gdy jego rotacja była szybsza. Jeśli tak, mniejsza asteroida może być luźniejszą kupą gruzu, zupełnie inną od reszty kosmicznych skał. Dlatego najpierw, jak wskazują badacze, należy ustalić, z czego i jak dany obiekt jest zbudowany, by skutecznie uniknąć niebezpieczeństwa.
Za kilka lat w ramach projektu Hera Europejskiej Agencji Kosmicznej planowane jest wysłanie sondy i przeprowadzenie szczegółowych badań zarówno Dimorphosa, jak i Didymosa z bliska, ze szczególnym uwzględnieniem krateru pozostawionego po kolizji z DART.
Wyniki i opis obserwacji ukazał się na łamach pisma „The Astrophysical Journal Letters” (DOI: 10.3847/2041-8213/ace1ec).
Źródło: ESA/ Hubble Information Centre/ NASA Goddard Space Flight Center, fot. NASA/ESA/STScI/Hubble
