Door grondige analyses van de oppervlakken en interne eigenschappen van het Didymos-systeem, hebben de onderzoekers belangrijke informatie verzameld over hun oorsprong, ontwikkeling en fysieke kenmerken.
Het is 26 september 2022 als ruimtevaartuig DART zichzelf opzettelijk tegen de planetoïde Dimorphos te pletter slaat. Door deze ruimtesteen te rammen, hoopten wetenschappers een kleine verandering in de orbitale snelheid – en dus zijn omloopbaan – te forceren. De afgelopen jaren zijn onderzoekers druk bezig geweest de nasleep van de botsing in kaart te brengen en tegelijkertijd onze kennis over het getroffen object te vergroten. En ondertussen beginnen astronomen het geramde maantje, samen met het moederlichaam Didymos, steeds beter te leren kennen.
DART (een afkorting van Double Asteroid Redirection Test) is een door NASA gebouwd ruimtevaartuig dat afkoerste op planetoïde Didymos. Didymos (Grieks voor tweeling) is een binair systeem dat bestaat uit twee delen. Didymos A heeft een diameter van 780 meter. Om Didymos A heen, draait een kleiner hemellichaam van ongeveer 160 meter. Dit maantje, Dimorphos genaamd, voltooide vóór de inslag elke 11 uur en 55 minuten een rondje rond Didymos A. Op 26 september 2022 ramde het DART-ruimtevaartuig opzettelijk dit kleine maantje. Hierdoor hoopten de onderzoekers de baan van Dimorphos te veranderen. En dat lukte: al gauw na de botsing bleek dat de tijd die het maantje Dimorphos nodig heeft om een rondje rond zijn moederlichaam te voltooien, met ruim een halfuur was verkort. Het betekent dat we door middel van de ‘kinetische impact-techniek’ ruimtestenen inderdaad van richting kunnen laten veranderen. En dus kunnen we de aarde op dezelfde manier beschermen tegen op ramkoers liggende, flinke ruimtestenen. Over Didymos hoeven we ons overigens geen zorgen te maken, deze planetoïde vormt geen enkele bedreiging voor de aarde. De missie was enkel en alleen een demonstratiemissie.
In vijf onlangs gepubliceerde artikelen in Nature Communications hebben verschillende onderzoekers het binaire systeem grondig onderzocht. Ze hebben geprobeerd om de oorsprong en ontwikkeling van dit systeem te begrijpen en meer te leren over de fysieke kenmerken ervan. “Deze bevindingen geven ons nieuwe inzichten in hoe planetoïden in de loop van de tijd kunnen veranderen,” stelt onderzoeker Thomas Statler. “Dit is niet alleen cruciaal voor ons begrip van aardscheerders, maar ook voor het herleiden van de geschiedenis van ons zonnestelsel. Het is slechts een deel van de enorme hoeveelheid nieuwe kennis die we dankzij DART hebben opgedaan.”
Oppervlak
In één van de artikelen hebben onderzoekers de geologie van beide planetoïden onderzocht. Met behulp van beelden die zijn vastgelegd door DART, heeft het team de topografie van het maantje Dimorphos en het moederlichaam bestudeerd. Dimorphos bevat rotsblokken van verschillende groottes, kent meerdere scheuren en breuken en heeft enkele kraters. Didymos is daarentegen veel gladder op lagere hoogtes en juist rotsachtig en vol met kraters op hogere hoogtes. In een ander artikel hebben onderzoekers de vorm en groottes van de verschillende rotsblokken, en hoe deze verdeeld zijn over de oppervlakken, van beide planetoïden bestudeerd. Ze ontdekten dat de fysieke kenmerken van Dimorphos erop wijzen dat deze in fasen is gevormd, waarschijnlijk uit materiaal dat afkomstig is van Didymos.
Afgesplitst
Op basis van deze gegevens vermoeden de onderzoekers dat Dimorphos waarschijnlijk op een gegeven moment is afgesplitst van Didymos. Dit betekent dat Didymos dus veel ouder is: het team schat dat Didymos zo’n 40 tot 130 keer ouder is dan Dimorphos. Verder schatten ze dat Didymos ongeveer 12,5 miljoen jaar oud is, terwijl Dimorphos er pas zo’n 300.000 jaar op heeft zitten. Deze bevinding ondersteunt de gangbare theorie dat sommige binaire systemen ontstaan uit afgeworpen resten van een grotere primaire planetoïde, die uiteindelijk kunnen uitgroeien tot een nieuwe maan.
Van richting veranderen
Onderzoekers ontdekten in een derde artikel dat rotsblokken op het oppervlak van Dimorphos door extreme hitte gemakkelijk uiteenvallen, wat leidt tot scheuren en veranderingen in het uiterlijk van het maantje. Dit betekent dat het oppervlak van Dimorphos sneller verandert dan onderzoekers eerder dachten. Daarnaast weten we nu ook dat de draagkracht van Didymos — oftewel de capaciteit van een oppervlak om lasten te dragen — minstens 1.000 keer lager is dan die van droog zand op aarde of maanzand. Deze bevinding is belangrijk voor het begrijpen en voorspellen van hoe een oppervlak zich gedraagt, inclusief hoe je een planetoïde van richting kunt laten veranderen.
Andere planetoïden
Tot slot vergeleken onderzoekers de rotsblokken op Dimorphos met die van andere bekende planetoïden, waaronder Itokawa, Ryugu en Bennu. De onderzoekers ontdekten dat de rotsblokken vergelijkbare kenmerken vertoonden, wat erop wijst dat deze planetoïden op een vergelijkbare manier zijn ontstaan en geëvolueerd.
Inzicht
Samen geven de bevindingen een gedetailleerd beeld van het Didymos-systeem. Ze verschaffen meer inzicht in de oorsprong van het systeem en helpen ons beter te begrijpen hoe dit soort hemellichamen zijn ontstaan. “Dankzij de vervaardigde foto’s konden we veel leren over de geofysische eigenschappen van zowel Didymos als Dimorphos,” zegt onderzoeker Olivier Barnouin. “We begrijpen nu ook beter waarom DART zo succesvol was in het verplaatsen van Dimorphos.”
Deze resultaten leggen bovendien een solide basis voor de toekomstig Hera-missie, die in 2026 wordt gelanceerd om de nasleep van de DART-missie beter te bestuderen. En dat belooft een enerverende missie te worden. “We hebben al veel geleerd van DART, maar we zullen nog veel meer ontdekken als de aankomende Hera-missie van de Europese Ruimtevaartorganisatie de gevolgen van botsing gaat onderzoeken,” zo concluderen de onderzoekers. Uiteindelijk hopen ze dat we nog beter voorbereid zullen zijn als een aardscheerder onverhoopt op ramkoers met de aarde komt te liggen. Het betekent dat we dankzij alle opgedane kennis effectievere strategieën kunnen ontwikkelen om de aarde te beschermen – mocht dat nodig zijn.
