Kosmiczna bitwa w Układzie Słonecznym. NASA odkryła, jak asteroidy wymieniają ciosy
Najnowsze badania prowadzone przez naukowców z University of Maryland pokazują, że planetoidy znajdujące się w pobliżu Ziemi mogą być znacznie bardziej dynamiczne, niż wcześniej przypuszczano.
Analiza danych zebranych podczas misji Double Asteroid Redirection Test dostarczyła pierwszych bezpośrednich dowodów na to, że w podwójnych układach planetoid dochodzi do naturalnej wymiany materii pomiędzy główną planetoidą a jej księżycem.
Odkrycie to pomaga lepiej zrozumieć procesy kształtujące małe ciała niebieskie oraz ma duże znaczenie dla badań nad potencjalnymi zagrożeniami kosmicznymi dla Ziemi.
Misja DART została przeprowadzona przez NASA w 2022 roku i polegała na kontrolowanym zderzeniu sondy z niewielkim księżycem planetoidy. Celem eksperymentu było sprawdzenie, czy uderzenie statku kosmicznego może zmienić orbitę takiego obiektu, co w przyszłości mogłoby stać się metodą ochrony Ziemi przed potencjalnie niebezpiecznymi asteroidami. Celem sondy był księżyc planetoidy Dimorphos krążący wokół większej planetoidy Didymos.
Podczas szczegółowej analizy zdjęć wykonanych przez sondę tuż przed zderzeniem badacze zauważyli na powierzchni Dimorphosa subtelne, wachlarzowate smugi. Początkowo wzory te były trudne do dostrzeżenia, ponieważ na surowych fotografiach zasłaniały je cienie głazów oraz różnice w oświetleniu. Dopiero zastosowanie zaawansowanych metod przetwarzania obrazu pozwoliło odsłonić regularne struktury rozchodzące się promieniście po powierzchni księżyca planetoidy. Analiza tych struktur doprowadziła badaczy do wniosku, że powstały one w wyniku powolnych zderzeń fragmentów skał i pyłu wyrzucanych z większej planetoidy Didymos. Materiał ten, poruszając się z niewielką prędkością w przestrzeni kosmicznej, opadał na powierzchnię jej księżyca. W momencie uderzenia drobiny materii rozpraszały się wokół znajdujących się na powierzchni głazów, tworząc charakterystyczne promieniste wzory przypominające wachlarze.
Eksperymenty laboratoryjne i symulacje komputerowe
Aby potwierdzić tę hipotezę, naukowcy przeprowadzili eksperymenty laboratoryjne symulujące podobne zderzenia. W kontrolowanych warunkach upuszczano niewielkie kulki na powierzchnię piasku posypanego żwirem, który odtwarzał strukturę powierzchni planetoidy. Nagrania wykonane szybkimi kamerami pokazały, że przeszkody w postaci kamieni kierują ruch rozpraszających się cząstek w określone strony, tworząc wzory bardzo podobne do tych zaobserwowanych na zdjęciach z kosmosu. Dodatkowym potwierdzeniem były symulacje komputerowe przeprowadzone w Lawrence Livermore National Laboratory, które wykazały, że podobne wzory mogą powstawać zarówno przy zderzeniach zwartych skał, jak i luźnych brył pyłu.
Badania dostarczyły także pierwszego wizualnego potwierdzenia działania zjawiska znanego jako YORP effect. W jego wyniku promieniowanie słoneczne stopniowo zmienia prędkość obrotu niewielkich planetoid. W niektórych przypadkach rotacja może przyspieszyć do tego stopnia, że fragmenty materiału zaczynają odrywać się od powierzchni i krążyć wokół obiektu, tworząc niewielkie księżyce.
Odkryte ślady sugerują, że właśnie w taki sposób mógł powstać układ Didymos–Dimorphos
Znaczenie tych badań wykracza poza samo poznanie procesów zachodzących na planetoidach. Lepsze zrozumienie sposobu, w jaki materia przemieszcza się między obiektami w takich układach, pozwala naukowcom dokładniej modelować ewolucję asteroid w czasie. Wiedza ta jest niezwykle ważna w kontekście programów ochrony planetarnej, ponieważ pomaga przewidywać, jak małe ciała niebieskie mogą reagować na naturalne procesy lub na celowe działania człowieka, takie jak eksperyment DART. W najbliższych latach kolejne dane mogą dostarczyć jeszcze więcej informacji o tym układzie.
Do systemu Didymos ma dotrzeć misja Hera realizowana przez European Space Agency. Jej zadaniem będzie szczegółowe zbadanie skutków zderzenia sondy DART oraz analiza powierzchni obu planetoid. Naukowcy liczą, że dzięki temu uda się sprawdzić, czy odkryte wcześniej struktury przetrwały uderzenie i czy pojawiły się nowe wzory powstałe w wyniku wyrzucenia materii podczas eksperymentu.
Odkrycia te pokazują, że nawet niewielkie planetoidy są obiektami aktywnymi, w których zachodzą długotrwałe procesy geologiczne i dynamiczne. Zrozumienie tych mechanizmów ma duże znaczenie zarówno dla badań naukowych nad ewolucją Układu Słonecznego, jak i dla praktycznych działań związanych z monitorowaniem oraz potencjalnym odchylaniem asteroid, które w przyszłości mogłyby zagrozić Ziemi.
Źródło: University of Maryland
Czytaj też: Europejski lider satelitów SAR wyceniony na 10 mld euro
Grafika tytułowa: NASA Hubble Space Telescope / Unsplash
