Hubble sieht Felsbrocken, die dem Asteroiden Dimorphos entkommen

Der Einschlag der DART-Mission 2022 erschütterte die Oberfläche des Asteroiden

Tut mir leid, Chicken Little, der Himmel stürzt nicht ein – zumindest noch nicht.

Abweichende Asteroiden stellen eine echte Kollisionsgefahr für die Erde dar. Wissenschaftler schätzen, dass vor 65 Millionen Jahren ein mehrere Kilometer großer Asteroid auf der Erde einschlug und neben anderen Lebensformen auch die Dinosaurier in einem Massensterben auslöschte. Im Gegensatz zu den Dinosauriern kann die Menschheit diesem Schicksal entgehen, wenn wir anfangen zu üben, wie man einen erdnahen Asteroiden aus der Bahn wirft.

Das ist schwieriger, als es in Science-Fiction-Filmen wie „Deep Impact“ dargestellt wird. Planetenforscher müssen zunächst wissen, wie Asteroiden entstanden sind. Handelt es sich um umherfliegende Schutthaufen aus lose verklumpten Steinen oder um etwas Substanzielleres? Diese Informationen würden dabei helfen, Strategien zur erfolgreichen Abwehr eines bedrohlichen Asteroiden bereitzustellen.

Als ersten Schritt, NASA führte ein Experiment durch, bei dem er in einen Asteroiden einschlug, um zu sehen, wie er gestört wird. Der Einschlag der Raumsonde DART (Double Asteroid Redirection Test) auf den Asteroiden Dimorphos ereignete sich am 26. September 2022. Astronomen nutzten die Hubble-Weltraumteleskop Verfolgen Sie weiterhin die Folgen der kosmischen Kollision. Eine Überraschung ist die Entdeckung mehrerer Dutzend Felsbrocken, die nach dem Einschlag vom Asteroiden abgehoben wurden. Auf Hubble-Bildern sehen sie aus wie ein Bienenschwarm, der sich sehr langsam vom Asteroiden entfernt. Dies könnte bedeuten, dass ein Aufprall auf einen der Erde nähernden Asteroiden dazu führen könnte, dass eine Ansammlung bedrohlicher Felsbrocken auf uns zusteuert.

Bild des Asteroiden Dimorphos, mit Kompasspfeilen, Maßstabsleiste und Farbschlüssel als Referenz.
Die Nord- und Ost-Kompasspfeile zeigen die Ausrichtung des Bildes am Himmel. Beachten Sie, dass die Beziehung zwischen Norden und Osten am Himmel (von unten gesehen) relativ zu den Richtungspfeilen auf einer Karte des Bodens (von oben gesehen) umgekehrt ist.
Das hellweiße Objekt unten links ist Dimorphos. Es hat einen bläulichen Staubschweif, der diagonal nach rechts oben verläuft. Eine Ansammlung blauer Punkte (markiert durch weiße Kreise) umgibt den Asteroiden. Hierbei handelt es sich um Felsbrocken, die vom Asteroiden geschleudert wurden, als die NASA am 26. September 2022 das halbtonnenschwere DART-Impaktor-Raumschiff absichtlich in den Asteroiden rammte, um zu testen, was nötig wäre, um einen zukünftigen Asteroiden vom Aufprall auf die Erde abzulenken. Hubble fotografierte die sich langsam bewegenden Felsbrocken im Dezember 2022 mit der Wide Field Camera 3. Die Farbe ergibt sich aus der Zuweisung eines blauen Farbtons zum monochromatischen (Graustufen-)Bild.
Bildnachweis: NASA, ESA, David Jewitt (UCLA), Alyssa Pagan (STScI)

Der beliebte Rocksong „Shake, Rattle and Roll“ aus dem Jahr 1954 könnte die Titelmusik für die neueste Entdeckung des Hubble-Weltraumteleskops darüber sein, was mit dem Asteroiden Dimorphos nach dem DART-Experiment (Double Asteroid Redirection Test) der NASA passiert. DART traf Dimorphos am 26. September 2022 absichtlich und veränderte dabei leicht die Flugbahn seiner Umlaufbahn um den größeren Asteroiden Didymos.

Astronomen haben mithilfe der außergewöhnlichen Empfindlichkeit von Hubble einen Schwarm Felsbrocken entdeckt, der möglicherweise vom Asteroiden abgeschüttelt wurde, als die NASA das halbtonnenschwere DART-Impaktor-Raumschiff absichtlich mit etwa 14.000 Meilen pro Stunde in Dimorphos rammte.

Laut Hubble-Photometrie haben die 37 frei herumgeschleuderten Felsbrocken einen Durchmesser von 90 bis 60 Metern. Sie driften mit etwas mehr als einer halben Meile pro Stunde vom Asteroiden weg – ungefähr der Schrittgeschwindigkeit einer Riesenschildkröte. Die Gesamtmasse dieser entdeckten Felsbrocken beträgt etwa 0,1 % der Masse von Dimorphos.

Dies ist das letzte vollständige Bild des Asteroiden Dimorphos, wie es zwei Sekunden vor dem Einschlag von der Impaktor-Raumsonde DART (Double Asteroid Redirection Test) der NASA gesehen wurde. Der an Bord befindliche Bildwandler der Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical Navigation (DRACO) erfasste einen 100 Fuß breiten Bereich des Asteroiden. Die Raumsonde DART streamte diese Bilder von ihrer DRACO-Kamera in Echtzeit zurück zur Erde, als sie sich dem Asteroiden näherte. DART hat sein Ziel am 26. September 2022 erfolgreich erreicht. Bildnachweis: NASA, APL

„Das ist eine spektakuläre Beobachtung – viel besser als ich erwartet hatte. Wir sehen eine Wolke aus Felsbrocken, die Masse und Energie vom Einschlagziel wegtragen. „Die Anzahl, Größe und Form der Felsbrocken stimmen damit überein, dass sie durch den Einschlag von der Oberfläche von Dimorphos geschleudert wurden“, sagte David Jewitt von der University of California in Los Angeles, ein Planetenwissenschaftler, der Hubble verwendet hat, um Veränderungen im Asteroiden während und nach dem DART-Einschlag zu verfolgen. „Dies verrät uns zum ersten Mal, was passiert, wenn man einen Asteroiden trifft und sieht, wie Material in den größten Größen herauskommt. Die Felsbrocken gehören zu den schwächsten Objekten, die jemals in unserem Sonnensystem abgebildet wurden.“

Jewitt sagt, dass dies eine neue Dimension für die Untersuchung der Nachwirkungen des DART-Experiments mit dem eröffnet Europäische WeltraumorganisationDie kommende Raumsonde Hera wird Ende 2026 den binären Asteroiden erreichen. Hera wird nach dem Aufprall eine detaillierte Untersuchung des Zielasteroiden durchführen. „Die Felsbrockenwolke wird sich immer noch auflösen, wenn Hera ankommt“, sagte Jewitt. „Es ist wie ein sehr langsam expandierender Bienenschwarm, der sich schließlich entlang der Umlaufbahn des Doppelsternpaares um die Sonne ausbreitet.“

Diese Abbildung zeigt die Raumsonde Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA vor dem Einschlag im binären Asteroidensystem Didymos. Bildnachweis: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Bei den Felsbrocken handelt es sich höchstwahrscheinlich nicht um zerschmetterte Teile des winzigen Asteroiden, der durch den Einschlag entstanden ist. Sie waren bereits über die Oberfläche des Asteroiden verstreut, wie aus dem letzten Nahaufnahmebild hervorgeht, das die Raumsonde DART nur zwei Sekunden vor der Kollision aufgenommen hatte, als sie sich nur sieben Meilen über der Oberfläche befand.

Jewitt schätzt, dass der Einschlag zwei Prozent der Felsbrocken auf der Oberfläche des Asteroiden abgeschleudert hat. Er sagt, dass die Felsbrockenbeobachtungen von Hubble auch eine Schätzung für die Größe des DART-Einschlagskraters liefern. „Die Felsbrocken könnten aus einem Kreis von etwa 160 Fuß Durchmesser (der Breite eines Fußballfeldes) auf der Oberfläche von Dimorphos ausgegraben worden sein“, sagte er. Hera wird schließlich die tatsächliche Kratergröße bestimmen.

Dimorphos könnte sich vor langer Zeit aus Material gebildet haben, das der größere Asteroid Didymos in den Weltraum schleuderte. Unter anderem könnte sich der Mutterkörper zu schnell gedreht haben oder durch eine Streifkollision mit einem anderen Objekt Material verloren haben. Das ausgestoßene Material bildete einen Ring, der durch die Schwerkraft zu Dimorphos verschmolz. Dies würde es zu einem fliegenden Schutthaufen aus felsigem Schutt machen, der durch eine relativ schwache Schwerkraft locker zusammengehalten wird. Daher ist der Innenraum wahrscheinlich nicht massiv, sondern hat eine Struktur, die eher einer Weintraube ähnelt.

Es ist nicht klar, wie die Felsbrocken von der Oberfläche des Asteroiden gehoben wurden. Sie könnten Teil einer Auswurfwolke sein, die vom Hubble und anderen Observatorien fotografiert wurde. Oder eine seismische Welle des Einschlags könnte durch den Asteroiden gerasselt sein – als würde man mit einem Hammer auf eine Glocke schlagen – und die Trümmer von der Oberfläche abschütteln.

„Wenn wir den Felsbrocken bei künftigen Hubble-Beobachtungen folgen, verfügen wir möglicherweise über genügend Daten, um die genaue Flugbahn der Felsbrocken zu bestimmen. Und dann werden wir sehen, in welche Richtung sie von der Oberfläche aus gestartet wurden“, sagte Jewitt.

Die Teams von DART und LICIACube (Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids) haben auch Felsbrocken untersucht, die in Bildern entdeckt wurden, die von der LUKE-Kamera (LICIACube Unit Key Explorer) von LICIACube in den Minuten unmittelbar nach dem kinetischen Einschlag von DART aufgenommen wurden.

Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen NASA und ESA. Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, verwaltet das Teleskop. Das Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, führt wissenschaftliche Operationen mit Hubble und Webb durch. STScI wird für die NASA von der Association of Universities for Research in Astronomy in Washington, D.C. betrieben