Το διαστημικό σκάφος DART άλλαξε την τροχιά του δυαδικού συστήματος Δίδυμου – Δίμορφου, επιβεβαιώνοντας ότι μια πρόσκρουση μπορεί να αποτελέσει αποτελεσματική τεχνική πλανητικής άμυνας για την εκτροπή ενός κοντινού στη Γη αντικειμένου (NEO).
Νέα επιστημονική έρευνα δείχνει ότι όταν το DART συγκρούστηκε σκόπιμα με τον μικρό δορυφόρο Δίμορφο τον Σεπτέμβριο του 2022, δεν άλλαξε μόνο την κίνησή του γύρω από τον μεγαλύτερο συνοδό του, τον Δίδυμο. Η σύγκρουση μετατόπισε επίσης την τροχιά ολόκληρου του συστήματος γύρω από τον Ήλιο. Οι δύο αστεροειδείς συνδέονται βαρυτικά και περιστρέφονται γύρω από ένα κοινό κέντρο μάζας, σχηματίζοντας ένα δυαδικό σύστημα. Έτσι, οποιαδήποτε μεταβολή στον έναν επηρεάζει και τον άλλον.
Σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances, παρατηρήσεις της κίνησης του ζεύγους αποκάλυψαν ότι η περίοδος της τροχιάς τους γύρω από τον Ήλιο, περίπου 770 ημερών, άλλαξε κατά ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου μετά την πρόσκρουση του DART στον Δίμορφο. Πρόκειται για την πρώτη φορά που ένα ανθρώπινο κατασκεύασμα μεταβάλλει μετρήσιμα την τροχιά ενός ουράνιου σώματος γύρω από τον Ήλιο.
«Η αλλαγή στην τροχιά είναι πολύ μικρή, αλλά με την πάροδο του χρόνου ακόμη και μια τόσο μικρή μεταβολή μπορεί να εξελιχθεί σε σημαντική εκτροπή», δήλωσε ο Thomas Statler, επικεφαλής επιστήμονας για μικρά σώματα του Ηλιακού Συστήματος στη NASA. «Οι εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις της ομάδας επιβεβαιώνουν ότι η κινητική πρόσκρουση αποτελεί αποτελεσματική τεχνική πλανητικής άμυνας για την εκτροπή επικίνδυνων αστεροειδών, δείχνοντας μας παράλληλα ότι ένας διπλός αστεροειδής μπορεί να εκτραπεί με στοχευμένη πρόσκρουση στο ένα από τα δύο μέλη του ζεύγους.»
Η σύγκρουση και τα αποτελέσματά της
Όταν το DART χτύπησε τον Δίμορφο, η πρόσκρουση εκτόξευσε ένα τεράστιο νέφος βραχώδους υλικού στο διάστημα και άλλαξε το σχήμα του αστεροειδούς, ο οποίος έχει διάμετρο περίπου 170 μέτρα. Τα εκτινασσόμενα θραύσματα μετέφεραν επιπλέον ορμή μακριά από τον αστεροειδή, δημιουργώντας μια ισχυρή ώθηση, φαινόμενο που οι επιστήμονες αποκαλούν «παράγοντα ενίσχυσης ορμής». Με απλά λόγια, όσο περισσότερο υλικό εκτοξεύεται, τόσο μεγαλύτερη είναι η ώθηση.
Η νέα έρευνα δείχνει ότι ο παράγοντας ενίσχυσης ορμής της πρόσκρουσης ήταν περίπου 2, δηλαδή τα εκτινασσόμενα συντρίμμια διπλασίασαν ουσιαστικά την επίδραση της σύγκρουσης του διαστημοπλοίου.
Προηγούμενες μελέτες είχαν ήδη δείξει ότι η τροχιακή περίοδος του Δίμορφου γύρω από τον Δίδυμο, που ήταν περίπου 12 ώρες, μειώθηκε κατά 33 λεπτά. Η νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι η πρόσκρουση εκτόξευσε τόσο πολύ υλικό από το δυαδικό σύστημα, ώστε άλλαξε και την περίοδο της τροχιάς του γύρω από τον Ήλιο κατά 0,15 δευτερόλεπτα.
«Η μεταβολή στην τροχιακή ταχύτητα του συστήματος ήταν περίπου 11,7 μικρόμετρα ανά δευτερόλεπτο, ή περίπου 4 εκατοστά την ώρα», εξηγεί ο Rahil Makadia από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόι. «Με τον χρόνο, μια τόσο μικρή αλλαγή μπορεί να καθορίσει αν ένας επικίνδυνος αστεροειδής θα χτυπήσει ή θα προσπεράσει τη Γη.»
Σημασία για την πλανητική άμυνα
Παρότι ο Δίδυμος δεν βρισκόταν σε τροχιά σύγκρουσης με τη Γη, το αποτέλεσμα δείχνει πόσο σημαντικό ρόλο θα μπορούσαν να παίξουν διαστημικά σκάφη σε ρόλο «κινητικού αναχαιτιστή» (kinetic impactor) εάν στο μέλλον εντοπιστεί ένας πραγματικά επικίνδυνος αστεροειδής.
Το κρίσιμο στοιχείο είναι η έγκαιρη ανίχνευση και προς αυτόν τον σκοπό, η NASA αναπτύσσει την αποστολή NEO Surveyor, ένα νέο διαστημικό τηλεσκόπιο αφιερωμένο στην πλανητική άμυνα. Το τηλεσκόπιο θα εντοπίζει δύσκολα ανιχνεύσιμους γεωπλήσιους αστεροειδείς και κομήτες, ιδιαίτερα σκοτεινά σώματα που δεν αντανακλούν πολύ ορατό φως.
Πώς έγιναν οι μετρήσεις
Για να επιβεβαιώσουν ότι το DART επηρέασε και τους δύο αστεροειδείς, οι ερευνητές έπρεπε να μετρήσουν την τροχιά του Δίδυμου γύρω από τον Ήλιο με εξαιρετική ακρίβεια. Εκτός από παρατηρήσεις ραντάρ από τη Γη, χρησιμοποίησαν και την τεχνική των αστρικών αποκρύψεων, όπου ένας αστεροειδής περνά ακριβώς μπροστά από ένα άστρο, προκαλώντας μια στιγμιαία «εξαφάνιση» του φωτός του. Η μέθοδος επιτρέπει εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις της ταχύτητας, του σχήματος και της θέσης του αστεροειδούς.
Η διαδικασία είναι δύσκολη: οι αστρονόμοι πρέπει να βρίσκονται στο σωστό σημείο της Γης τη σωστή στιγμή, συχνά με πολλούς σταθμούς παρατήρησης σε μεγάλες αποστάσεις μεταξύ τους. Για την έρευνα συνέβαλαν εθελοντές ερασιτέχνες αστρονόμοι από όλο τον κόσμο, καταγράφοντας 22 αστρικές αποκρύψεις μεταξύ Οκτωβρίου 2022 και Μαρτίου 2025.
Σύμφωνα με τον Steve Chesley του Jet Propulsion Laboratory, ο συνδυασμός αυτών των παρατηρήσεων, με δεδομένα πολλών ετών από επίγεια τηλεσκόπια, επέτρεψε στους επιστήμονες να υπολογίσουν με ακρίβεια πώς η αποστολή DART άλλαξε την τροχιά του Δίδυμου.
Τι μάθαμε για τους αστεροειδείς
Η μελέτη των αλλαγών στην κίνηση του Δίδυμου βοήθησε επίσης τους ερευνητές να υπολογίσουν τις πυκνότητες και των δύο αστεροειδών. Ο Δίμορφος αποδείχθηκε ελαφρώς λιγότερο πυκνός από ό,τι πιστευόταν προηγουμένως, ενισχύοντας τη θεωρία ότι σχηματίστηκε από βραχώδη θραύσματα που εκτοξεύτηκαν από τον ταχέως περιστρεφόμενο Δίδυμο. Το υλικό αυτό πιθανότατα συγκεντρώθηκε ξανά με τον χρόνο, δημιουργώντας έναν λεγόμενο “rubble pile” αστεροειδή, ένα σώμα δηλαδή που αποτελείται από χαλαρά συσσωρευμένα θραύσματα βράχων.
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-dart-mission-changed-orbit-of-asteroid-didymos-around-sun
Η δημοσίευση στο Science Advances