Kdo bi si mislil, da lahko trk v asteroid prinese toliko ključnih znanstvenih rezultatov? Za povzetek bistva: vesoljsko plovilo NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) je 26. septembra 2022 v okviru svoje misije s hitrostjo 24.000 kilometrov na uro trčilo v 170 metrov široki asteroid Dimorphos. Dimorphos je luna večjega asteroida Didymos, učinkoviti preizkus pa so izvedli zato, da bi videli, koliko je mogoče s takšnim trkom spremeniti tirnico lunice.
To je bilo potrebno zato, da bi preučili, ali bi bilo asteroid, ki bi bil na poti proti Zemlji, s to metodo morda mogoče odkloniti od našega planeta.
Trk vesoljskega plovila je bil, kot se je izkazalo, precej močan, saj je za pol ure spremenil obhodno dobo Dimorphosa. To je zelo pomembna sprememba, zlasti glede na to, da so ta dvojni sistem izbrali ravno zato, ker so domnevali, da bodo pri luni asteroida lahko izmerili že čisto majhne spremembe.
A to še ni vse. Po nedavno objavljeni novi študiji se ni spremenila le tirnica lune okoli asteroida, temveč tudi tirnica para okoli Sonca. Sprememba tokrat ni velika, hitrost sistema se je zmanjšala za približno 11,7 (±1,3) mikrona na sekundo. To majhno spremembo so izmerili z zelo natančnimi metodami, na primer z radarskimi signali, odbitimi od asteroida, in z zakritji zvezd.
Zakaj se je to zgodilo? Ker sta oba vesoljska kamna med seboj gravitacijsko povezana. Dimorphos pravzaprav sploh ne kroži okoli Didymosa, obe nebesni telesi potujeta okoli skupnega masnega središča sistema. Ko je DART zadel Dimorphos, je spremenil obhodno dobo lune, in ker Dimorphos privlači Didymos, se je premaknil celoten sistem. Učinek, kot smo že omenili, ni bil velik, a se je zgodil, večji ali hitrejši trk pa bi sistem premaknil še bolj. In če gre za asteroid, ki je na poti proti Zemlji in ga pravočasno, morda tudi večkrat, uspemo na podoben način zadeti, bi to lahko zadostovalo, da se nebesno telo našemu planetu izogne.
Naj prvi vrže kamen
Novice o DART-u pa se s tem še ne končajo. Nedavno se je tudi izkazalo, da Didymos meče kamne na Dimorphos. DART je posnel luno, pri analizi posnetkov pa se je pokazalo, da je Dimorphos prekrit s čudnimi progami, ki žarkasto izhajajo iz ene same točke njegove površine.
To je zelo podobno temu, kar bi pričakovali od trkov, podobne površinske vzorce vidimo tudi na Luni, na primer pri kraterju Tycho, ki ga obdajajo svetlejše radialne proge. Te izvirajo iz snovi, izvržene ob trku, od katere se del vrne na površje. Zastavlja se torej vprašanje, ali se je to zgodilo tudi na Dimorphosu.
Astronomi, ki so izvedli raziskavo, menijo, da je snov, ki je trčila, morda izvirala z Didymosa, večjega asteroida. V ozadju je dejstvo, da lahko sončna svetloba sčasoma pospeši vrtenje asteroida. Ko se asteroid vrti hitreje, je lahko centrifugalna sila v bližini ekvatorja dovolj močna, da premaga površinsko gravitacijo (ki je pri teh majhnih asteroidih že tako dokaj šibka), zato se lahko skale na površju izvržejo v vesolje.
Kaj se zgodi z njimi potem, je zelo zapleteno, saj je zaradi gravitacije in tirnih gibanj obeh asteroidov tirnica teh pobeglih skal zapletena, vendar je mogoče, da padejo na površje Dimorphosa, in sicer na strani, ki je oddaljena od Didymosa, vedno približno na isto območje. Ko z majhno hitrostjo trčijo, dvignejo oblak prahu, ki nato ob vrnitvi na površje tvori svetlo progo.
Ker se vsi trki zgodijo približno okoli iste točke, se na površju oblikuje čuden vzorec iz radialnih črt.
O sistemu bomo morda kmalu izvedeli še več. Misija Hera Evropske vesoljske agencije ESA je na poti proti dvojnemu asteroidu, kamor bo prispela novembra 2026, da bi začela temeljito kartiranje para in preučila, kako izgledata zdaj. Posnetke z radialnimi črtami so naredili pred trkom in verjetno niso preživeli trka, pri katerem se je snov razpršila na vse strani. Če je tako, Hera črt verjetno ne bo videla, a bo vseeno lahko odkrila veliko o tem, kaj je trk spremenil, pa tudi o dvojnih asteroidih na splošno. Znaten delež asteroidov blizu Zemlje ima lune, zato so večkratni sistemi še posebej zanimivi, ko preučujemo potencialno nevarna nebesna telesa.
Anatomija trka
Za konec novic o DART-u se moramo dotakniti še ene študije, v kateri so raziskovalci preučevali oblak, ki je nastal ob trku DART-a. Ko je vesoljsko plovilo trčilo, je v vesolje poletelo ogromno snovi. Modeliranje te snovi je ključnega pomena za razumevanje, kaj natančno je trk povzročil, koliko snovi je bilo izvržene in kakšna je zgradba Dimorphosa.
Strokovnjaki so oblak sprva modelirali kot stožec, kar približno opisuje obliko izvržene snovi, če je površje ravno in homogeno. A če pogledamo dejanske posnetke, tega sploh ne vidimo. Z DART-om je potoval tudi mali satelit LICIACube, ki se je pred trkom ločil od plovila, da bi posnel dogajanje in posnetke poslal na Zemljo. Oba asteroida so namerno preosvetlili, da bi bile vidne tudi šibkejše niti snovi. Na priloženi sliki je Didymos svetlejša točka v spodnjem desnem kotu, Dimorphos pa točka v zgornjem levem kotu, ki jo izvržena snov precej zakriva.
Kot vidimo, oblak snovi ni stožčaste oblike, temveč ima bolj nitasto zgradbo. V novi raziskavi so prešteli 14 takšnih niti in v zvezi z njimi opisali 105 samostojnih značilnosti. Še več, ker se je LICIACube premikal tudi glede na asteroida, so lahko raziskovalci zaradi spreminjajoče se perspektive zgradbo oblaka modelirali tudi v 3D. Ugotovili so, da se je izvržena snov večinoma gibala v tangencialni smeri (torej približno vzporedno s površjem Dimorphosa), s hitrostjo približno 50 metrov na sekundo.
Ugotovili so, da je snov izvirala iz globine nekaj metrov pod površjem, nitasta zgradba pa kaže na nehomogeno površje: asteroid so torej prekrivali skale, droben drobir in skalni bloki.
To je spet ključnega pomena, če pogledamo temeljno vprašanje misije. Že sam trk pritiska na asteroid in spreminja njegov zagon, a to počne tudi izvržena snov. Kosi drobirja se obnašajo kot rakete, ki letijo približno v nasprotni smeri od smeri trka, tako prispevajo k sunku, ki ga je povzročil trk. To je dobra novica, saj pomeni, da se je asteroid po trku premaknil še bolj, kot so prvotno pričakovali, zato bi podoben asteroid, ki bi ogrožal Zemljo, lažje odklonili. V tem primeru je sicer nizek kot izvrženega drobirja zmanjšal učinkovitost sunka, a je kljub temu imel merljiv učinek na asteroid.
Prejšnja preiskava je pokazala, da se učinkovitost takšnih trkov občutno zmanjša, če se trk zgodi na primer na pobočju griča. Ker torej vnaprej ne moremo poznati reliefa asteroida, bi bilo pri odklonilni akciji morda smiselno poslati več manjših trkalnih enot, da asteroid zadenejo večkrat, kot enega samega velikega plovila, vsaj tako kažejo podatki. Čeprav je trenutno možnost večjega trka na Zemljo zelo majhna, se bo njegova verjetnost v dovolj dolgem času povzpela na 100 %. Seveda le, če ne naredimo ničesar.
DART pa je pokazal, da lahko nekaj storimo, da vplivamo na tirnico približujočega se asteroida. To je vsekakor dobra novica in na njej bo vredno graditi.
