Ki gondolta volna, hogy egy aszteroidába való becsapódás ennyi kulcsfontosságú tudományos eredményt hozhat? Hogy összefoglaljuk a lényeget, a NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) nevű űreszköze küldetése részeként 2022. szeptember 26-án 24 ezer kilométer/órás sebességgel becsapódott a 170 méter átmérőjű Dimorphos aszteroidába. A Dimorphos a nagyobb Didymos aszteroida holdja, és a látványos tesztet azért hajtották végre, hogy megnézzék, mennyire lehetséges egy ilyen ütközéssel módosítani a holdacska pályáját.
Erre pedig azért volt szükség, hogy megvizsgálják, hogy ha egy aszteroida a Föld felé tartana, talán el lehetne-e téríteni bolygónktól ezzel a módszerrel.
Az űreszköz becsapódása, mint kiderült, elég nagy hatású volt, hiszen fél órával megváltoztatta a Dimorphos keringési periódusát. Ez nagyon jelentős változás, főleg annak fényében, hogy éppen azért választották ezt a kettős rendszert, mert az volt a feltevés, hogy egy aszteroida holdjának esetében már egészen kicsi változásokat is mérni tudnak majd.
De ez nem minden. Egy nemrégiben megjelent új tanulmány szerint nemcsak a hold aszteroida körüli pályája változott meg, hanem a páros Nap körüli pályája is. A változás ezúttal nem jelentős, a rendszer sebessége körülbelül 11,7 (±1,3) mikron/másodperccel csökkent. Ezt a csekély módosulást nagyon pontos módszerekkel mérték, például az aszteroidáról visszaverődő radarjelek és csillagfogyatkozások révén.
Hogy miért történt ez? Mert a két űrsziklát gravitációs kapcsolatban van egymással. A Dimorphos valójában nem is a Didymos körül kering, mindkét égitest a rendszer közös tömegközéppontja körül járja útját. Amikor a DART eltalálta a Dimorphost, megváltoztatta a hold keringési periódusát, és mivel a Dimorphos vonzza a Didymost, így az egész rendszer elmozdult. A hatás, mint már említettük, nem volt nagy, de megtörtént, egy nagyobb vagy gyorsabb becsapódás pedig még jobban elmozdítaná a rendszert. És ha egy Föld felé tartó aszteroidáról van szó, amit időben, akár többször sikerül hasonlóan eltalálni, ez elég lehet ahhoz, hogy az égitest elkerülje bolygónkat.
Az vesse az első követ
A DART-tal kapcsolatos hírek azonban még ezzel sem érnek véget. Nemrégiben az is kiderült, hogy a Didymos köveket dobál a Dimorphosra. A DART felvételeket készített a holdról, és ezek elemzése során kiderült, hogy a Dimorphos furcsa csíkokkal van borítva, amelyek sugárszerűen indulnak ki felszínének egyetlen pontjából.
Ez nagyon hasonlít arra, amit a becsapódásoktól várnánk, hasonló felszíni mintázatokat látunk a Holdon is, például a Tycho-kráternél, amelyet világosabb anyagból álló sugárirányú csíkok vesznek körül. Ezek a becsapódáskor kilökött anyagból származnak, amelynek egy része visszahull a felszínre. Felmerül tehát a kérdés, hogy vajon ez történt-e a Dimorphoson is.
A kutatást végző csillagászok úgy vélik, hogy a becsapódó anyag a Didymosról, a nagyobb aszteroidáról származhatott. A háttérben az áll, hogy a napfény idővel gyorsabbá teheti egy aszteroida forgását. Ahogy az aszteroida gyorsabban forog, az egyenlítő közelében a centrifugális erő elég erős lehet ahhoz, hogy legyőzze a felszíni gravitációt (amely ezekben a kis aszteroidákban eleve elég gyenge), így a felszínen lévő sziklák kilökődhetnek az űrbe.
Ami ezután történik velük, az nagyon bonyolult, mert a két aszteroida gravitációja és pályamozgásai miatt ezeknek az elszabadult szikláknak a pályája összetett, de elképzelhető, hogy leeshetnek a Dimorphos felszínére, mégpedig a Didymostól távol eső oldalon, mindig nagyjából ugyanarra a területre. Ahogy alacsony sebességgel becsapódnak, porfelhőt kavarnak, amely aztán egy világos csíkot képez, amikor visszahullik a felszínre.
Mivel az összes becsapódás nagyjából ugyanazon a pont körül történik, furcsa, sugárirányú vonalakból álló mintázat alakul ki a felszínen.
A rendszerről hamarosan még több információt kaphatunk. Az ESA Hera missziója úton van a kettős aszteroida felé, ahová 2026 novemberében érkezik meg, hogy megkezdje a páros alapos feltérképezését, hogy megvizsgálja, hogyan néznek ki most. A sugárirányú vonalakat bemutató képeket a becsapódás előtt készítették, és ezek valószínűleg nem élték túl az ütközést, amely során mindenfelé szóródott az anyag. Ha ez így van, a Hera valószínűleg nem fogja látni a csíkokat, de így is sokat deríthet ki arról, hogy mit változtatott meg a becsapódás, illetve a kettős aszteroidákról általában is. A Földhöz közeli aszteroidák jelentős hányada rendelkezik holdakkal, így a többes rendszerek kiemelten érdekesek, ha a potenciálisan veszélyes égitesteket vizsgáljuk.
Egy ütközés anatómiája
A DART-os hírek zárásaként ki kell térnünk még egy tanulmányra, amelyben a kutatók a DART becsapódásakor keletkezett felhőt vizsgálták. Amikor az űreszköz becsapódott, rengeteg anyag repült az űrbe. Ennek a modellezése pedig kulcsfontosságú ahhoz, hogy megértsék, pontosan mit okozott a becsapódás, mennyi anyag repült ki, és milyen a Dimorphos szerkezete.
A szakértők eleinte kúpként modellezték a felhőt, ami nagyjából leírja a kilökött anyag alakját, amennyiben a felszín sík és homogén. De ha megnézzük a tényleges képeket, egyáltalán nem ezt látjuk. A DART-tal utazott a LICIACube nevű miniműhold is, amely a becsapódás előtt levált az úreszközről, hogy felvételeket készítsen az eseményekről, és elküldje azokat a Földre. A két aszteroidát direkt túlexponálták, hogy a halványabb anyagszálak is láthatók legyenek. A mellékelt képen a Didymos a jobb alsó sarokban látható fényesebb, a Dimorphos pedig a bal felső sarokban látható folt, amelyet eléggé elrejt a kilökődött anyag.
Amint látható, az anyagfelhő nem kúp alakú, hanem inkább szálas szerkezetű. Az új kutatásban 14 ilyen szálat számoltak össze, és ezek kapcsán 105 önálló jellemzőt írtak le. Sőt, mivel a LICIACube az aszteroidákhoz képest is elmozdult, a változó perspektíva miatt a kutatók 3D-ben is modellezni tudták a felhő szerkezetét. Úgy találták, hogy a kilökődött anyag többnyire tangenciális irányban mozgott (vagyis nagyjából párhuzamosan a Dimorphos felszínével), körülbelül 50 méter/másodperces sebességgel.
Megállapították, hogy az anyag a felszín alatti néhány méteres mélységből származott, és a szálas szerkezet inhomogén felszínre utal: vagyis asz aszteroidát sziklák, törmelék és sziklatömbök borították.
Ez megint csak kritikus fontosságú, ha a küldetés alapkérdését nézzük. Maga az ütközés is nyomást gyakorol az aszteroidára, megváltoztatva annak lendületét, de a kilökött anyag is ezt teszi. A törmelékdarabok úgy viselkednek, mint a rakéták, amelyek az ütközés irányával nagyjából ellentétes irányba repülnek, így hozzájárulnak az ütközés által okozott lökéshez. Ez jó hír, hiszen azt jelenti, hogy az aszteroida az ütközés után még jobban elmozdult, mint eredetileg várták, így ha a Földet fenyegetné egy hasonló, azt könnyebb lenne eltéríteni. Jelen esetben ugyan a kilökődött törmelék alacsony szöge csökkentette a lökés hatékonyságát, de így is mérhető hatást gyakorolt az aszteroidára.
Egy korábbi vizsgálat kimutatta, hogy jelentősen csökkenti az ilyen ütközések hatékonyságát, ha a becsapódás például egy domboldalban történik. Így mivel előre nem ismerhetjük az aszteroida domborzatát, egy eltérítő akció során célszerű lehet több kisebb becsapódó egységet küldeni, hogy többször is eltalálják az aszteroidát, mint egyetlen nagy űreszközt, legalábbis ez derül ki az adatokból. Bár jelen pillanatban nagyon kicsi az esélye egy jelentős földi becsapódásnak, kellően hosszú idő alatt ennek valószínűsége 100%-ra emelkedik. Már ha, ha nem teszünk semmit.
A DART azonban demonstrálta, hogy tehetünk valamit, hogy befolyásoljuk egy közeledő aszteroida pályáját. Ami mindenképp jó hír, és érdemes lesz rá építeni.
