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Laut einer neuen Studie könnten felsige Trümmer, die vom winzigen Asteroiden Dimorphos weggeschleudert wurden, als die DART-Raumsonde der NASA im Jahr 2022 absichtlich auf ihn prallte, den ersten künstlichen Meteoritenschauer namens Dimorphids erzeugen.
Die Raumfahrtbehörde plante die DART-Mission (Double Asteroid Redirection Test), um eine groß angelegte Evaluierung der Asteroidenablenkungstechnologie für die Planetenverteidigung durchzuführen. Die NASA wollte herausfinden, ob ein kinetischer Aufprall – etwa die Kollision eines Raumschiffs mit einem Asteroiden mit 6,1 Kilometern pro Sekunde – ausreichen würde, um die Bewegung eines Himmelsobjekts im Weltraum zu verändern.
Weder Dimorphos noch Didymos, der große Weltraumfelsen, um den er kreist, stellen eine Gefahr für die Erde dar. Dennoch war das Doppel-Asteroidensystem ein perfektes Ziel zum Testen der Ablenkungstechnologie, da Dimorphos‘ Größe mit Asteroiden vergleichbar ist, die unseren Planeten bedrohen könnten.
Astronomen nutzten bodengestützte Teleskope, um die Nachwirkungen des Einschlags fast zwei Jahre lang zu überwachen, und stellten fest, dass die DART-Raumsonde die Art und Weise, wie sich Dimorphos bewegt, erfolgreich veränderte und die Umlaufperiode des Asteroiden – oder die Zeit, die er für eine einzige Umdrehung um Didymos benötigt – um etwa 30 % verschob 32 bis 33 Minuten.
Wissenschaftler schätzten außerdem, dass die absichtliche Kollision mehr als eine Million Pfund Gestein und Staub erzeugte, genug, um sechs oder sieben Waggons zu füllen. Die Frage, wo genau diese Materie im Weltraum landen wird, bleibt unbeantwortet.
Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Fragmente von Dimorphos innerhalb von ein bis drei Jahrzehnten in die Nähe von Erde und Mars gelangen könnten und dass einige Trümmer innerhalb von sieben Jahren den Roten Planeten erreichen könnten. Auch kleine Trümmer könnten innerhalb von zehn Jahren in die Erdatmosphäre gelangen. Das Planetary Science Journal hat die Studie zur Veröffentlichung angenommen.
„Dieses Material könnte sichtbare Meteore (gemeinhin als Sternschnuppen bezeichnet) erzeugen, wenn sie in die Marsatmosphäre eindringen“, sagte Eloy Peña Asensio, Hauptautor der Studie und Postdoktorand in der Forschungs- und Technologiegruppe für Astrodynamik im Weltraum an der Polytechnischen Universität von Mailand, Italien. „Sobald die ersten Teilchen den Mars oder die Erde erreichen, könnten sie noch mindestens die nächsten 100 Jahre, also die Dauer unserer Berechnungen, intermittierend und periodisch eintreffen. »
Vorhersage von Weltraumschrott
Die einzelnen Stücke seien klein und reichten von sandähnlichen Partikeln bis hin zu Fragmenten in der Größe von Smartphones, sodass keiner der Trümmer eine Gefahr für die Erde darstelle, sagte Peña Asensio.
„Sie würden in der oberen Atmosphäre durch einen Prozess namens Ablation zerfallen, der durch Reibung mit Hochgeschwindigkeitsluft verursacht wird“, erklärte er. „Es besteht keine Möglichkeit, dass Dimorphos-Material die Erdoberfläche erreicht. »
Es ist jedoch schwieriger zu verstehen, wann die Trümmer die Erde erreichen könnten, und hängt von der Schätzung der Geschwindigkeit der Fragmente ab.
Als das Raumschiff auf Dimorphos stürzte, war er nicht allein. Ein kleiner Satellit namens LICIACube trennte sich vor dem Aufprall von der Raumsonde, um Bilder der Kollision und der Trümmerwolke, die sich danach bildete, aufzunehmen.
„Diese entscheidenden Daten ermöglichten und ermöglichen weiterhin eine detaillierte Analyse der durch den Einschlag entstandenen Trümmer“, sagte Peña Asensio.
Das Forschungsteam nutzte Daten von LICIACube und den Supercomputing-Einrichtungen des Konsortiums der Universitätsdienste Kataloniens, um die Flugbahn von 3 Millionen Partikeln zu simulieren, die durch den Einschlag entstanden sind. Mithilfe von Computermodellen wurden die verschiedenen möglichen Flugbahnen und Geschwindigkeiten von Teilchen durch das Sonnensystem gemessen sowie die Art und Weise, wie die von der Sonne emittierte Strahlung die Bewegung der Teilchen beeinflussen könnte.
Frühere Untersuchungen vor dem Einschlag hätten die Möglichkeit nahegelegt, dass Dimorphos-Partikel die Erde oder den Mars erreichen würden, sagte Peña Asensio, aber für die neue Studie beschränkte das Team die Simulationen, um sie mit Post-Einschlagsdaten von LICIACube abzugleichen.
Die Studienergebnisse bestätigen, dass, wenn Trümmer mit einer Geschwindigkeit von 1.118 Meilen pro Stunde (500 Meter pro Sekunde) aus Dimorphos ausgeworfen würden, einige Fragmente den Mars erreichen könnten, während andere kleinere, schnellere Trümmer sich mit 3.579 Meilen pro Stunde (1.600 Meter pro Sekunde) bewegen könnten. haben das Potenzial, die Erde zu erreichen.
Das Team sagte, es gebe weiterhin Unsicherheiten über die Art der Trümmer, kam jedoch zu dem Schluss, dass die schnellsten Partikel die Erde in weniger als zehn Jahren erreichen könnten.
Die Autoren der Studie halten es für unwahrscheinlich, dass der Dimorphid-Meteorschauer die Erde erreichen würde, sie können es aber nicht ausschließen, sagte Peña Asensio. Und wenn er tatsächlich eintreten würde, wäre es ein kleiner, schwacher Meteoritenschauer.
„Der resultierende Meteorschauer wäre auf der Erde leicht zu identifizieren, da er mit keinem bekannten Meteorschauer zusammenfallen würde“, sagte er per E-Mail. „Diese Meteore würden sich langsam bewegen, wobei die höchste Aktivität im Mai erwartet wird, und wären hauptsächlich von der südlichen Hemisphäre aus sichtbar und stammen offenbar aus dem Sternbild Indus. »
Und obwohl die Forscher diese Möglichkeit in ihrer Arbeit nicht untersucht haben, deuten ihre Untersuchungen darauf hin, dass Trümmer von Dimorphos andere nahegelegene Asteroiden erreichen könnten.
Ein Besuch in den Nachwirkungen der Katastrophe
Während des Einschlags seien Trümmer zu erwarten gewesen, aber die Möglichkeit, dass Material die Erde oder den Mars erreichen könnte, könne erst nach der Kollision berechnet werden, sagte der Co-Autor der Studie, Michael Küppers, ein Planetenforscher am Europäischen Zentrum für Weltraumastronomie.
„Ich persönlich war überrascht, dass, obwohl der Einschlag in der Nähe der Erde (etwa 11 Millionen Kilometer entfernt) stattfand, die Einschlagtrümmer den Mars leichter erreichen als die Erde“, sagte Küppers per E-Mail. „Ich denke, der Grund dafür ist, dass Didymos die Umlaufbahn des Mars kreuzt, aber knapp außerhalb der Erdumlaufbahn bleibt. »
Partikel können von erdnahen Asteroiden wie Phaethon ausgestoßen werden, der für den Geminiden-Meteorschauer verantwortlich ist, dessen Intensität jedes Jahr Mitte Dezember ihren Höhepunkt erreicht. Die Untersuchung dessen, was durch den Einschlag von DART freigesetzt wurde, könnte dabei helfen, vorherzusagen, wann dieses Material die Erde oder den Mars erreichen könnte, sagte Patrick Michel, Astrophysiker und Forschungsdirektor am Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung in Frankreich. Michel nahm nicht an der Studie teil.
„Diese Studie versucht, diese Möglichkeit zu quantifizieren und bestätigt, dass sie auftreten kann, obwohl sie sich auf Modellierungen stützt, die ihre eigenen Unsicherheiten mit sich bringen“, sagte Michel.
Zukünftige Beobachtungen könnten Forschern helfen, die Massenmessungen der Trümmer zu verfeinern und zu bestimmen, wie schnell sie sich bewegen, um die erwartete Meteoraktivität zu berechnen, sagte Peña Asensio.
Diese Beobachtungen werden von der Hera-Mission durchgeführt. Die Mission der Europäischen Weltraumorganisation wird voraussichtlich im Oktober starten, um die Nachwirkungen des DART-Einschlags zu beobachten und gegen Ende 2026 das Asteroidensystem zu erreichen. Mit zwei CubeSats wird die Raumsonde die Zusammensetzung und Masse von Dimorphos sowie seine Umwandlung durch das Asteroidensystem untersuchen Auswirkungen. Hera wird auch die Menge an Impuls bestimmen, die von der Raumsonde auf den Asteroiden übertragen wird.
„Gibt es einen Einschlagskrater oder war der Einschlag so groß, dass Dimorphos global umgeformt wurde?“ sagte Küppers, der auch Wissenschaftler am Hera-Projekt ist. „Die vor Ort gesammelten Daten geben uns Hinweise auf die zweite Hypothese. Hera wird es uns sicher sagen. Wir werden auch sehen, ob der Aufprall zum Sturz von Dimorphos geführt hat. »
Insgesamt wird die Mission es den Astronomen ermöglichen, die dynamische Entwicklung von Trümmern zu verstehen, „die durch einen Einschlag in einem so komplexen System von Doppelasteroiden entstehen“, sagte Michel.
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