Nová studie zjistila, že sonda DART změnila jak dráhu, tak tvar asteroidu Dimorphos

26. září 2022 sonda NASA s názvem Double Asteroid Redirection Test (DART) narazila do 170 metrů velkého asteroidu Dimorphos, aby otestovala budoucí taktiku vychylování planetek v případě, že by ohrožovaly Zemi. Po dopadu týmy DART potvrdily, že srážka kosmické sondy s asteroidem úspěšně odchýlila planetku z její dráhy – což umožňuje vědcům a inženýrům lépe porozumět způsobům, jak můžeme chránit Zemi před asteroidy.

Nová studie od skupiny vědců však ukazuje, že srážka DARTu s Dimorphosem nejen změnila tvar jeho oběžné dráhy kolem hostitelského asteroidu Didymos, ale také výrazně změnila tvar samotného tělesa.

Před srážkou bylo o měsíčku Dimorphos známo, že je to zhruba symetrický asteroid podobný zmáčknuté kouli. Navíc asteroidu trvalo asi 11 hodin a 55 minut, než dokončil jeden oběh kolem Didymosu.

„Když DART narazil do asteroidu, věci začaly být velmi zajímavé. Dráha Dimorphosu již není kruhová: Její oběžná doba je nyní o 33 minut a 15 sekund kratší. A celý tvar asteroidu se změnil, z relativně symetrického objektu na „triaxiální elipsoid“ – něco spíše jako podlouhlý meloun,“ řekl navigační inženýr a hlavní autor článku Shantanu Naidu z NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) v Kalifornii.

Abychom lépe porozuměli tomu, jak se tvar a oběžná dráha Dimorphosu změnily po dopadu sondy DART, Naidu se svými spolupracovníky použil počítačové modely, které využívaly tři zdroje, které shromažďovaly data během dopadu sondy DART. Prvním zdrojem byly snímky Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation (DRACO) kamery DART, která zachytila Didymos v hodinách, minutách a sekundách před dopadem. Snímky DRACO byly přeneseny ze sondy DART do sítě Deep Space Network (DSN) a umožnily vědcům provést detailní měření a určit rozměry planetek Didymos a Dimorphos před dopadem.

Druhým zdrojem dat byl Goldstone Solar System Radar, který se nachází v Barstow v Kalifornii. Během sekvence dopadu DARTu odrážel Goldstone Radar rádiové vlny od planetek Dimorphos a Didymos, aby změřil polohu a rychlost Dimorphosu kolem Didymosu přesně před a po srážce DARTu. Tato měření umožnila týmům NASA rychle rozpoznat, zda dopad sondy DART skutečně odchýlil Dimorphos na jeho oběžné dráze kolem Didymosu. Týmy nakonec zjistily, že účinek dopadu DARTu na asteroid značně překonal minimální očekávání pro misi.

Posledním a nejvýznamnějším zdrojem dat použitým ve studii byly pozemní dalekohledy umístěné kolem Země, které měřily světelnou křivku – jak se sluneční světlo v průběhu času odráží od povrchu asteroidů – od obou asteroidů. Porovnání světelných křivek asteroidů před a po dopadu umožnilo týmu dozvědět se více o tom, jak DART změnil pozici Dimorphose kolem planetky Didymos.

„Použili jsme načasování této přesné série poklesů světelné křivky k odvození tvaru oběžné dráhy, a protože naše modely byly tak citlivé, mohli jsme také zjistit tvar asteroidu před dopadem,“ pokračoval Chesley. „Okamžiky událostí probíhaly pravidelně a ukazovaly kruhovou dráhu. Po dopadu tam byly velmi nepatrné rozdíly v načasování, což ukazovalo, že něco se změnilo. Nikdy jsme nečekali, že dosáhneme takového druhu přesnosti,“ řekl spoluautor Steve Chesley z JPL.

Shantanu Naidu dokonce potvrdil, že jejich modely byly tak citlivé, že byly schopny detekovat mírné kolébání Dimorphosu tam a zpět, když obíhá kolem planetky Didymos.

A co víc, modely byly také schopny vypočítat, jak se v průběhu času měnila a vyvíjela oběžná doba Dimorphosu kolem planetky Didymos. Bezprostředně po dopadu týmy zjistily, že DART zkrátil oběžnou dobu Dimorphosu o 32 minut a 42 sekund, takže celková doba oběhu kolem Didymosu byla 11 hodin, 22 minut a 37 sekund.

Dráha asteroidu se však nadále zkracovala, protože asteroid neustále ztrácel víc a více povrchového materiálu následkem dopadu. Oběžná doba Dimorphosu se nakonec ustálila na přibližně 11 hodin, 22 minut a tři sekundy, což znamená, že dopad DARTu oficiálně změnil oběžnou dráhu asteroidu o 33 minut a 15 sekund. Výpočty vědců jsou přesné na 1,5 sekundy a Dimorphos nyní krouží ve střední vzdálenosti od planetky Didymos 1152 metrů, což je asi o 37 metrů blíže k asteroidu než před dopadem DART.

„Výsledky této studie souhlasí s ostatními, které jsou publikovány. Vidět, jak oddělené skupiny analyzují data a nezávisle docházejí ke stejným závěrům, je charakteristickým znakem solidního vědeckého výsledku. DART nám nejen ukazuje cestu k technologii vychylování asteroidů, ale odhaluje nové základní chápání toho, co asteroidy jsou a jak se chovají,“ řekl vedoucí vědec NASA pro malá tělesa Sluneční soustavy Tom Statler z ústředí NASA ve Washingtonu DC.

Výsledky studie spolu s pozorováním materiálu, který zůstal kolem Dimorphosu po dopadu, naznačují, že Dimorphos je volně poskládaný asteroid „hromady suti“, podobný asteroidu Bennu, který navštívila a odebrala vzorky sonda OSIRIS-REx. Nadcházející mise Hera Evropské kosmické agentury zamíří opět do systému Didymos-Dimorphos, aby dále prozkoumala dlouhodobé změny vzniklé na měsíčku Dimorphos dopadem sondy DART.

Výsledky práce byly nedávno publikovány v Planetary Science Journal.

Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/2024/03/dart-study/ a https://scitechdaily.com/nasas-dart-impact-changed-asteroids-shape-and-orbit/

autor: František Martinek