Hubble ziet rotsen ontsnappen aan asteroïde demorfosen

Inslag van de DART-missie in 2022 treft het oppervlak van de asteroïde

Sorry Chicken Little, de lucht valt niet naar beneden – in ieder geval nog niet.

Eigenzinnige asteroïden vormen een reëel botsingsgevaar voor de aarde. Wetenschappers schatten dat een asteroïde van enkele kilometers doorsnee 65 miljoen jaar geleden de aarde trof, waarbij onder andere de dinosaurussen werden uitgeroeid in een massale uitsterving. De mensheid kan dit lot vermijden als we, in tegenstelling tot de dinosaurussen, gaan oefenen hoe we een asteroïde die de aarde nadert, kunnen terugslaan.

Het is lastiger dan hoe het wordt afgebeeld in scifi-films zoals Deep Impact. Planetaire wetenschappers moeten eerst weten hoe asteroïden werden samengesteld. Zijn het losjes opgestapelde puinhopen of iets substantieels? Deze informatie zal helpen bij het ontwikkelen van strategieën om de dreigende asteroïde met succes af te buigen.

Als eerste stap, NASA Hij deed een experiment door tegen een asteroïde te botsen om te zien hoe die in de war raakt. De inslag van het DART-ruimtevaartuig (Dual Asteroid Redirect Test) op de asteroïde Dimorphos vond plaats op 26 september 2022. Astronomen die het gebruiken Hubble-ruimtetelescoop Volg de nasleep van het kosmische conflict. Een verrassing was de ontdekking van tientallen rotsblokken die vanaf de asteroïde waren gegooid. In Hubble-afbeeldingen zien ze eruit als een zwerm bijen die zich heel langzaam van de asteroïde verwijderen. Als een asteroïde tegen de aarde botst, zullen er dreigende rotsblokken onze kant op razen.

Afbeelding van asteroïde Dimorphos met kompaspijlen, schaalbalk en kleurtoets ter referentie.
De noord- en oostkompaspijlen geven de richting van het beeld aan de hemel aan. Merk op dat de relatie tussen het noorden en het oosten aan de hemel (van onderaf gezien) omgekeerd is in vergelijking met de richtingspijlen op een kaart van de grond (van bovenaf gezien).
Het helderwitte object linksonder is een demorphose. Het heeft een blauwe stofstaart die zich diagonaal naar rechtsboven uitstrekt. Een cluster van blauwe stippen (gemarkeerd door witte cirkels) omringt de asteroïde. Dit zijn de rotsblokken die van de asteroïde zijn geslagen toen NASA op 26 september 2022 opzettelijk het DART-inslaglichaam van een halve ton in de asteroïde ramde, als een test van wat te doen om te voorkomen dat een toekomstige asteroïde de aarde raakt. Hubble fotografeerde de langzaam bewegende rotsblokken met Wide Field Camera 3 in december 2022. Kleur is het resultaat van het toewijzen van blauw aan een monochrome (grijswaarden) afbeelding.
Credits: NASA, ESA, David Jewitt (UCLA), Alyssa Pagan (STScI)

Het populaire rocknummer “Shake, Rattle and Roll” uit 1954 was mogelijk de themamuziek voor de recente ontdekking van de Hubble Space Telescope van wat er gebeurt als asteroïden veranderen na NASA’s DART-experiment (Dual Asteroid Deflection Test). DART trof opzettelijk Dimorphos op 26 september 2022, waardoor het pad van zijn baan rond de grote asteroïde Didymos enigszins veranderde.

Astronomen die de buitengewone gevoeligheid van Hubble gebruiken, hebben een massa stenen ontdekt die van de asteroïde is afgeschud toen NASA opzettelijk het DART-inslagschip van een halve ton in Dimorphos ramde met een snelheid van ongeveer 22.000 mijl per uur.

Gebaseerd op Hubble-fotometrie, variëren 37 vrijstaande rotsblokken in grootte van drie voet tot 22 voet. Ze bewegen zich met ongeveer een halve mijl per uur weg van de asteroïde – ongeveer de loopsnelheid van een gigantische schildpad. De totale massa van deze geïdentificeerde rotsblokken is 0,1% van de massa van dimorfosen.

Dit is het laatste volledige beeld van asteroïde Dimorphos, zoals gezien twee seconden voor de inslag door NASA’s DART (Double Asteroid Redirection Test) impactor ruimtevaartuig. Didymos Reconnaissance en de Asteroid Camera for Optical Navigation (DRACO) imager legden een 30 meter brede strook van de asteroïde vast. Het DART-ruimtevaartuig streamde deze beelden in realtime naar de aarde vanaf zijn DRACO-camera. DART heeft met succes zijn doel bereikt op 26 september 2022. Krediet: NASA, APL

“Het is een fascinerende waarneming – veel beter dan ik had verwacht. We zien een wolk van rotsen die massa en energie van het inslagdoel vervoeren. De aantallen, afmetingen en vormen van de rotsen komen overeen met de inslag van het oppervlak van Dimorphos”, zei David Jewitt van de Universiteit van Californië, Los Angeles. “Dit vertelt ons voor het eerst wat er gebeurt als je een asteroïde raakt en enorme hoeveelheden materiaal ziet worden uitgeworpen. Rotsblokken zijn enkele van de zwakste dingen die ooit in ons zonnestelsel zijn afgebeeld.

Jewitt zegt dat dit een nieuwe dimensie opent voor het bestuderen van de nasleep van het DART-experiment Europees RuimteagentschapHet aankomende Hera-ruimtevaartuig, dat eind 2026 bij de binaire asteroïde zal aankomen. HERA zal een gedetailleerd post-impactonderzoek uitvoeren van de beoogde asteroïde. “De keienwolk zal zich nog steeds verspreiden als Hera arriveert,” zei Jewitt. “Het is als een heel langzaam uitdijende bijenkorf die zich uiteindelijk verspreidt in de baan van een binair paar rond de zon.”

Deze illustratie toont NASA’s Dual Asteroid Redirection Test (DART) ruimtevaartuig vóór de botsing met het Didymos binaire asteroïdensysteem. Credits: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Rotsblokken zijn vaak geen fragmenten van een kleine asteroïde die door een inslag zijn ontstaan. Ze waren al verspreid over het oppervlak van de asteroïde, duidelijk te zien in de laatste close-up die twee seconden voor de inslag door de DART-ruimtesonde werd gemaakt, toen deze nog maar zeven mijl van het oppervlak verwijderd was.

Jewitt schat dat de inslag ongeveer twee procent van de rotsen op het oppervlak van de asteroïde heeft losgemaakt. Hij zegt dat Hubble’s observaties van rotsblokken een schatting geven van de grootte van de DART-inslagkrater. “Mogelijk zijn er rotsblokken opgegraven uit een cirkel van ongeveer 50 meter breed (de breedte van een voetbalveld) op het oppervlak van Dimorphos,” zei hij. Hera zal uiteindelijk de werkelijke kratergrootte bepalen.

Dimorphos is mogelijk gevormd uit materiaal dat lang geleden door de grote asteroïde Didymos in de ruimte is gedumpt. Het bovenliggende lichaam kan te snel zijn gedraaid of het object zijn kwijtgeraakt door een botsing met een ander object, naast andere scenario’s. Het uitgeworpen materiaal vormde een ring, die door de zwaartekracht samenvloeide om een ​​demorfose te vormen. Dit zou resulteren in een hoop rondvliegend puin van rotsachtig puin dat bij elkaar wordt gehouden door een relatief zwakke zwaartekracht. Daarom is het interieur niet solide, maar heeft het een textuur die lijkt op een tros druiven.

Het is niet duidelijk hoe de rotsblokken van het oppervlak van de asteroïde zijn getild. Mogelijk maken ze deel uit van de ejecta-pluim die is gefotografeerd door Hubble en andere observatoria. Of misschien is een seismische golf van de inslag door de asteroïde gegaan – alsof je met een hamer op een bel slaat – waardoor het oppervlaktepuin schudde en losraakte.

“Als we de rotsblokken volgen in toekomstige Hubble-waarnemingen, hebben we mogelijk genoeg gegevens om de precieze paden van de rotsblokken te volgen en vervolgens te zien in welke richting ze vanaf het oppervlak zijn gelanceerd”, zei Jewitt.

De teams van DART en LICIACube (Light Italian CubeSat for Imaging Meteorites) onderzoeken de rotsblokken die zijn gedetecteerd in beelden die zijn gemaakt door LICIACube’s LUKE (LICIACube Unit Key Explorer)-camera in de minuten na de bewegingsimpact van DART.

De Hubble-ruimtetelescoop is een internationaal samenwerkingsproject tussen NASA en ESA. NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland beheert de telescoop. Het Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, herbergt de wetenschappelijke operaties van Hubble en Webb. STScI wordt voor NASA beheerd door de Association of Universities for Astronomical Research in Washington, DC.