Bloggen - Astronomi

Hera undersöker avlägsen asteroid efter Darts nedslag

ESA:s rymdfarkost Hera förbereds för en resa till den avlägsna asteroiden Dimorphos. Där ska Hera leta efter en nedslagskrater som den föregående farkosten Dart lämnat efter sig, men forskare är osäkra på om den finns.
Dimorfos
ESA-Science Office
En illustration av Hera när farkosten närmar sig Dimorphos.
Ämnen:
´
Publicerad
2024-03-06
Dela artikel:

Dimorphos är en så kallad asteroidmåne som kretsar kring en moderasteroid kallad Didymos, och har nyligen varit föremål för observation och studie.

Den 26 september 2022 gjorde rymdfarkosten Dart en kontrollerad krasch in i asteroiden i ett försök att ändra dess bana. Dart, som utvecklats av NASA, vägde nästan ett halvt ton och slog in i Dimorphos med en hastighet på 6,1 kilometer i sekunden. Det var det första experimentet för att testa en kinetisk metod, att med kraft påverka och avböja potentiella farliga asteroider. Observationer från jorden visar att metoden var effektiv, och att Dimorphos 11 timmar och 55 minuter långa bana runt moderasteroiden förkortades med cirka 33 minuter. 

Vad forskarna däremot inte vet är hur Dimorphos som helhet påverkats av Darts nedslag, eller hur effektivt det var för att justera asteroidens rörelsemönster. För att förstå det behöver vi mer kunskap om asteroidens massa och noggranna mätningar av den rekyl av material som stänkte tillbaka ut i rymden efter nedslaget.

Där kommer Hera in i bilden. 

Hera sänds upp i oktober i år och anländer till Dimorphos i slutet av 2026. Farkosten är utrustad med en rad instrument för att bedöma asteroidens sammansättning, struktur och massa. Det ska ge oss information om hur nedslaget har förändrat asteroiden, och närbilder på hur den ser ut idag. Hera ska även söka efter den krater som Dart lämnat efter sig, men det är oklart om det finns en krater att hitta.

Vad vet vi idag?

Redan idag har vi några spännande ledtrådar som hjälper oss att förstå vad som har hänt. Bland annat bilder tagna av den närliggande italienska rymdsonden LICIACube, som visar området i upp till 5 minuter och 20 sekunder efter att Dart träffade Dimorphos. Vi har också bilder från rymdteleskopen James Webb och Hubble, samt markbaserade observationer. Alla dessa observationer visar att en gigantisk plym av material uppstod efter nedslaget. Plymen sträckte sig mer än 10 000 kilometer ut i rymden och varade i flera månader.

Denna bild från LICIACube visar plymen av material efter Darts nedslag.
ASI/NASA/APL

Denna bild från LICIACube visar plymen av material efter Darts nedslag.

Ett internationellt forskarteam har också fått bättre insikt i Darts kollision genom att simulera den. Himlakropparnas beteende vid kollisionen bestäms av samspelet mellan variabler så som asteroidens gravitation, densitet och materialstyrka. Det är en beräkningsintensiv process, och varje simulering tar cirka en och en halv vecka att köra. Totalt har forskarteamet kört runt 250 simuleringar som återger de första två timmarna efter nedslaget. 

Forskarteamet har inkorporerat de värden som är kända för oss idag, så som Darts massa, asteroidens ungefärliga form och omloppsbana, samt storleken på nedslagsplymen. De faktorer som forskarna inte känner till, så som vilken densitet Dimorphos har, hur poröst materialet är, asteroidens övergripande sammanhållning och hur nära den ligger sin moderasteroid, har varierats.

Resultaten av de olika simuleringarna har sedan jämförts med bilder av nedslaget för att beräkna det mest sannolika utfallet. Det visar oss att Dimorphos troligen är en relativt skör asteroid som hålls samman av en mycket svag gravitation snarare än av materialet självt. Det bidrar till att förklara hur oväntat effektiv Dart var i att justera asteroidens omloppsbana, och det tyder även på att det kan bli svårt för Hera att hitta en nedslagskrater.

Hur en krater bildas vid ett nedslag beror nämligen på tyngdkraften och styrkan hos det material som påverkas. På jorden är tyngdkraften stark, vilket gör kraterbildningen kortlivad. Det forskarna såg i simuleringen av Darts nedslag på Dimorphos var att kratern fortsatte att expandera eftersom både gravitationen och materialets sammanhållning tros vara låg. Det är därför troligt att kratern växte till att omfatta hela himlakroppen, så att Dimorphos tillslut blev helt omformad.

Som en konsekvens av detta kommer Hera troligtvis inte kunna hitta någon krater som bevis på Darts nedslag. Istället kommer vi att observera en asteroid som ser helt annorlunda ut jämfört med tidigare. Forskarteamet uppskattar att nämligen 1% av Dimorphos hela massa slungades ut i rymden efter nedslaget, och att cirka 8% av asteroidens massa flyttades runt på himlakroppen.

Denna förändring har också konsekvenser för Dimorphos bana runt sin moderasteroid, eftersom den utdragna kraterbildningen kan ha bidragit till att Dimorphos bana ändrades mer än förväntat. 

Detta är viktiga resultat för både asteroidforskning och för utvecklingen av metoder för planetärt försvar. Vi ser nu fram emot Hera för att ta reda på om nya och närmare observationer bekräftar uppfattningen och simulationen av Dimorphos.