Einschlag der Raumsonde DART veränderte die Form von Dimorphos
Am 26. September 2022 schlug die US-amerikanische Raumsonde DART mit einer Geschwindigkeit von 24.000 Kilometern pro Stunde auf dem nur 160 Meter großen Asteroiden-Mond Dimorphos ein. Wie detaillierte Analysen der damals gesammelten Daten, sowie Computersimulationen eines internationalen Forschungsteams jetzt zeigen, hat die Wucht des Einschlags nicht nur die Bahn des kleinen Himmelskörpers verändert, sondern auch seine Form. Dimorphos sei demnach kein fester Körper, sondern nur ein locker gepackter Haufen aus Geröll, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.
DART – die Abkürzung steht für „Double Asteroid Redirection Test“ – sollte die Frage beantworten, ob sich Asteroiden, die sich auf ihrer Bahn bedrohlich der Erde nähern, durch einen künstlichen Einschlag ausreichend ablenken lassen. Die Sonde hatte sich am 24. November 2021 auf den Weg zu dem 780 Meter großen Asteroiden Didymos gemacht. Der kleine Himmelskörper kreist in der Nähe der Erdbahn um die Sonne und ist deshalb für Raumsonden leicht erreichbar. Wichtiger noch: Er besitzt – das eigentliche Ziel der Mission – mit Dimorphos einen Mond, dessen Umlaufbahn sich sowohl vor als auch nach dem Einschlag exakt vermessen ließ. Bei einem einzelnen Asteroiden wäre es nicht möglich gewesen, den Effekt des Zusammenpralls mit so großer Genauigkeit zu bestimmen.
„Der Einschlag war erfolgreich und hocheffektiv“, erläutern Sabina Raducan von der Universität Bern in der Schweiz und ihre Kollegen. Und zwar überraschend effektiv: Die Umlaufzeit von Dimorphos um Didymos änderte ich um 33 Minuten – erwartet hatten die Wissenschaftler maximal zehn Minuten. „Die für eine solche Bahnänderung nötige Energie ist um das Zwei- bis Fünffache größer als die Einschlagenergie von DART“, betonen Raducan und ihre Kollegen. Eine wichtige Rolle müsse deshalb zusätzlich der Rückstoß der beim Einschlag herausgeschleuderten Asteroiden-Trümmer spielen. Und dessen gewaltige Energie könne auch Auswirkungen auf die Form des kleinen Mondes haben.
Um diesem Effekt auf die Spur zu kommen, hat sich das Team noch einmal alle bei dem Einschlag gesammelten Daten vorgenommen – neben der Bahnänderung zogen die Forscher dabei insbesondere auch Geschwindigkeit, Form und Richtung des herausgeschleuderten Materials in ihr Kalkül ein. Dann simulierten Raducan und ihre Kollegen den Einschlag mit unterschiedlichen Annahmen über die Beschaffenheit von Dimorphos. Die beste Übereinstimmung mit den Messdaten erzielte das Team für einen aus locker gepacktem Geröll bestehenden Asteroiden-Mond.
„Vermutlich ist Dimorphos aus Gesteinsbrocken entstanden, die sich von Didymos durch seine Eigendrehung abgelöst haben“, folgern die Forscher. Der Zusammenhalt des kleinen Mondes sei dementsprechend gering: „Unsere Simulationen deuten darauf hin, dass der Einschlag von DART keinen Einschlagkrater, sondern eine globale Verformung von Dimorphos verursacht hat.“
Dimorphos ist zu klein, um eine solche Veränderung selbst mit den größten Teleskopen zu sehen. Aber schon bald wird eine weitere Raumsonde das Asteroiden-Duo besuchen und so den Befund von Raducan und ihren Kollegen überprüfen können. Für den Oktober dieses Jahres plant die Europäische Weltraumagentur Esa den Start der Mission Hera, um die Auswirkungen des DART-Einschlags weiter zu untersuchen. Im Jahr 2026 soll Hera in eine Umlaufbahn um Didymos einschwenken und dann dessen Mond mit zahlreichen Instrumenten in Augenschein nehmen.
Bildquelle: NASA/Johns Hopkins APL
