We wrześniu 2022 r. NASA przeprowadziła przełomowy i udany test. Do układu podwójnego planetoid – Didymosa i Dimorphosa – doleciała wysłana z Ziemi sonda DART. Ważący 700 kg pojazd miał nietypowe zadanie. Jego celem było zderzenie się z mniejszą z planetoid. 

A konkretnie – z Dimorphosem średnicy 170 m. To naturalny satelita Didymosa, obie planetoidy są związane grawitacyjnie. Zgodnie z planem DART trafił w Dimorphosa, lecąc z prędkością 6-7 km/s. Okazało się, że to wystarczyło, by zmienić ruch tego niedużego księżyca.

Wkrótce NASA poinformowała, że w wyniku kolizji orbita Dimorphosa skróciła się o ok. pół godziny. Wcześniej ten księżyc potrzebował 11 godzin i 55 minut, by okrążyć Didymosa. Później – już tylko 11 godzin i 23 minut. 

Czy na Dimorphosie jest krater? 

Test dowiódł, że zderzenie jest skutecznym sposobem zmiany trajektorii niewielkiego ciała niebieskiego. Tym samym misja DART stała się pierwszym etapem budowania programu ochrony Ziemi przed niebezpiecznymi obiektami kosmicznymi. Jego kolejną częścią jest misja Hera Europejskiej Agencji Kosmicznej. Hera ma dolecieć w 2026 r. do układu Dimorphos i Didymos i zbadać skutki zderzenia tego pierwszego z DART-em.  

Naukowcy spodziewali się, że po katastrofie na Dimorphopie pozostał krater. Kierujący projektem dr Andrew Rivkin z Uniwersytetu Johna Hopkinsa szacował nawet, że będzie miał on średnicę 10-15 m.  

Jednak wcale nie jest pewne, co Hera zastanie na powierzchni Dimorphosa. Zdaniem autorów artykułu opublikowanego właśnie w czasopiśmie „Nature Astronomy” nie ma tam żadnego krateru. Planetoida samoczynnie przebudowała się po katastrofie. A na jej powierzchni jest tylko kupa gruzu. 

Planetoida o małej gęstości 

Zespół kierowany przez Sabinę Raducan z Uniwersytetu Berna wykorzystał modelowanie komputerowe, by dowiedzieć się więcej o budowie Dimorphosa. Symulacja wykorzystująca dane o Dimorphosie i sondzie DART zebrane po zderzeniu potwierdziła, że planetoida nie jest monolitem. Czyli jedną potężną skałą. Zalicza się do obiektów typu „rubble pile”. Tak określa się planetoidy, które są zlepkiem skał i gruzu „sklejanych” siłą grawitacji. 

Porównanie zdjęć Dimorphosa z symulacją przeprowadzoną przez naukowców / fot. Nature Astronomy

Taka budowa oznacza, że Dimorphos najprawdopodobniej ma małą gęstość (między skałami, z których się składa, pozostają puste przestrzenie). Na jego powierzchni nie ma również dużych odłamków skalnych. 

- Przed przybyciem DART-a do Dimorphosa nie wiedzieliśmy, czego się spodziewać. Ponieważ system ten jest daleko od Ziemi [11 mln km – przyp.red.], Dimorphos nie został szczegółowo zbadany. Dlatego mogliśmy napotkać tam wszystko, od monolitycznego ciała – zasadniczo dużego głazu – po pozbawioną spójności stertę gruzu lub cokolwiek pomiędzy – mówi Rudacan portalowi Space.com. 

Symulacja jej zespołu sugeruje, że gęstość Dimorhosa jest bardzo niska. Wynosi 2,4 g/cm3 – tylko nieco więcej niż gęstość podobnie zbudowanych planetoid Ryugu i Bennu. Gęstość Ziemi to 5,51 g/cm3. 

Przebudowa planetoidy 

Zdaniem zespołu uderzenie DART-a w taki obiekt spowodowało nie tyle powstanie krateru, ile kompletną przebudowę całej planetoidy. Kolizja sprawiła, że utraciła ona 0,5-1 proc. swojej pierwotnej masy. Jednak aż 8 proc. masy uległo przesunięciu. Skały z wnętrza przesunęły się na powierzchnię i odbudowały ją tam, gdzie na bardziej gęstej planetoidzie mógłby powstać krater. 

Badanie rzuca również światło na to, w jaki sposób tworzą się tego rodzaju układy podwójne. Zdaniem autorów pracy Dimorphos to „dziecko” Didymosa. Didymos również jest luźnym zlepkiem skał.

Obracając się, traci część swojej masy. To z niej następnie uformował się Dimorphos. − Właściwości materiału i struktura Dimorphosa opisane w naszym badaniu sugerują, że ten mały księżyc prawdopodobnie powstał w wyniku akumulacji materiału „zrzucanego” z Didymosa – wyjaśnia Rudacan.  

Czy te symulacje okażą się poprawne? Dowiemy się tego, gdy do Dimorphosa i Didymosa dotrze Hera. Sonda zostanie wystrzelona już w październiku tego roku.  

Źródło: Nature Astronomy, NASA