En vanlig idé i sci-fi och apokalyptiska filmer är att en asteroid träffar jorden och orsakar global förödelse. Även om sannolikheterna för att denna typ av massutrotning ska inträffa på vår planet är otroligt små, är de inte noll.
Resultaten av Nasas Dart-uppdrag till asteroiden Dimorphos har nu publicerats i Nature Astronomy . De innehåller fascinerande detaljer om sammansättningen av denna asteroid och om vi kan försvara jorden mot inkommande rymdstenar.
Double Asteroid Redirection Test (Dart) var ett rymdfarkostuppdrag som lanserades i november 2021. Det skickades till en asteroid som heter Dimorphos och beordrades att kollidera med den, rakt på sak, i september 2022.
Dimorphos utgjorde och utgör inget hot mot jorden inom en snar framtid. Men uppdraget var utformat för att se om det var möjligt att avleda en asteroid bort från en kollisionskurs med jorden genom "kinetiska" medel – med andra ord en direkt påverkan av ett mänskligt skapat föremål på dess yta.
Asteroiduppdrag är aldrig lätta. Den relativt lilla storleken på dessa objekt (jämfört med planeter och månar) betyder att det inte finns någon märkbar gravitation som gör det möjligt för rymdfarkoster att landa och samla ett prov.
Rymdorganisationer har skjutit upp ett antal rymdfarkoster till asteroider på senare tid. Till exempel nådde den japanska rymdorganisationens (Jaxa) Hayabusa-2-uppdrag asteroiden Ryugu 2018, samma år som Nasas Osiris-Rex-uppdrag mötte asteroiden Bennu.
De japanska Hayabusa-uppdragen (1 och 2) avfyrade en liten projektil mot ytan när de närmade sig den. De skulle sedan samla upp skräpet när det flög förbi.
Dart-uppdraget var dock speciellt genom att det inte skickades för att leverera prover av asteroidmaterial till laboratorier på jorden. Istället var det att flyga i hög hastighet in i rymdstenen och förstöras i processen.
En höghastighetskollision med en asteroid kräver otrolig precision. Darts mål av Dimorphos var faktiskt en del av ett dubbelt asteroidsystem, känt som ett binärt eftersom det mindre föremålet kretsar kring det större. Denna binär innehöll både Didymus – det största av de två objekten – och Dimorphos, som beter sig effektivt som en måne.
Simuleringarna av vad som har hänt med Dimorphos visar att även om vi kan förvänta oss att se en mycket stor krater på asteroiden från Darts nedslag, är det mer troligt att den faktiskt har ändrat formen på asteroiden istället.
Myra slår två bussar
Kollisionen var med en massa på 580 kg och träffade en asteroid på cirka 5 miljarder kg. Som jämförelse motsvarar detta att en myra slår två bussar. Men rymdfarkosten färdas också runt 6 kilometer per sekund.
Simuleringsresultaten baserade på observationer av asteroiden Dimorphos har visat att asteroiden nu kretsar runt sin större följeslagare, Didymus, 33 minuter långsammare än tidigare. Dess omloppsbana har gått från 11 timmar, 55 minuter till 11 timmar, 22 minuter.
Momentumförändringen i kärnan av Dimorphos är också högre än man skulle förutsäga från den direkta påverkan, vilket kan tyckas omöjligt till en början. Asteroiden är dock ganska svagt konstruerad, bestående av lösa spillror som hålls samman av gravitationen. Nedslaget gjorde att mycket material blåste bort från Dimorphos.
Detta material färdas nu i motsatt riktning mot nedslaget. Detta fungerar som en rekyl och saktar ner asteroiden.
Observationer av allt mycket reflekterande material som har fällts från Dimorphos gör det möjligt för forskare att uppskatta hur mycket av det som har gått förlorat från asteroiden. Deras resultat är ungefär 20 miljoner kilogram – motsvarande ungefär sex av Apollo-erans Saturn V-raketer fullastad med bränsle.
Genom att kombinera alla parametrar tillsammans (massa, hastighet, vinkel och mängd material som förlorats) och simulering av påverkan har forskarna kunnat vara ganska säkra på svaret. Säker inte bara på kornstorleken på materialet som kommer från Dimorphos, utan också att asteroiden har begränsad sammanhållning och att ytan ständigt måste förändras, eller omformas, av mindre stötar.
Men vad säger detta oss om att skydda oss från en asteroidnedslag? Betydande nyligen inträffade nedslag på jorden har inkluderat meteoren som bröt upp på himlen över staden Chelyabinsk, Ryssland, 2013, och den ökända Tunguska-nedslaget över en avlägsen del av Sibirien 1908.
Även om dessa inte var den typ av händelser som kan orsaka massutdöende – som det 10 km långa objektet som utplånade dinosaurierna när det slog vår planet för 66 miljoner år sedan – risken för skada och förlust av liv med mindre föremål som de vid Chelyabinsk och Tunguska är mycket hög.
Dart-uppdraget kostade 324 miljoner US-dollar (255 miljoner pund), vilket är lågt för ett rymduppdrag, och med dess utvecklingsfas avslutad skulle ett liknande uppdrag att gå och avleda en asteroid på väg mot vår väg kunna skjutas upp billigare.
Den stora variabeln här är hur mycket varning vi kommer att ha, eftersom en förändring i omloppsbana på 30 minuter – som observerades när Dart träffade Dimorphos – kommer att göra liten skillnad om asteroiden redan är väldigt nära jorden. Men om vi kan förutsäga objektets väg längre ut - helst utanför solsystemet - och göra små förändringar, kan detta vara tillräckligt för att avleda en asteroids väg bort från vår planet.
Vi kan förvänta oss att se fler av dessa uppdrag i framtiden, inte bara på grund av intresset för vetenskapen kring asteroider, utan för att lättheten att ta bort material från dem innebär att privata företag kanske vill intensifiera sina idéer om att bryta dessa rymdstenar för ädla metaller.
Mer information: S. D. Raducan et al, Fysikaliska egenskaper hos asteroiden Dimorphos härledda från DART-nedslaget, Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02200-3
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
