Dart-Mission: Einblick in die binären Asteroiden Didymos und Dimorphos
Fünf Forschungsgruppen haben ihre Ergebnisse über das binäre Asteroidensystem Didymos (bestehend aus einem Hauptasteroiden, der von einem Mond umgeben ist) in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Die Nähe von Didymos und seinem kleinen Mond Dimorphos zur Erde und die Tatsache, dass es sich um einen häufigen Asteroidentyp im erdnahen Weltraum handelt, machen ihn zu einem besonders wertvollen Forschungsziel.
Die physikalischen Eigenschaften von Didymos und Dimorphos
Das Forschungsteam um Olivier Barnouin(öffnet im neuen Fenster) (Johns Hopkins Universität) analysierte die geologischen Merkmale und physikalischen Eigenschaften von Didymos und Dimorphos und nutzte dafür die Daten der Dart-Mission der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa sowie die Daten der italienischen LICIACube-Mission (Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids; Leichter italienischer Würfelsat für die Abbildung von Asteroiden).
Sie fanden heraus, dass die Oberfläche von Didymos in hohen Lagen rau ist und große Felsbrocken (10 bis 160 Meter lang) und Krater enthält. Dagegen ist die Oberfläche in niedrigen Lagen glatt und weist weniger große Felsbrocken und Krater auf.
Im Vergleich dazu weist Dimorphos Felsblöcke unterschiedlicher Größe, mehrere Risse oder Verwerfungen und einige Krater auf. Laut dem Forschungsteam könnte sich Dimorphos aus Material gebildet haben, das von Didymos abgeworfen wurde. Unter dem Einfluss der Schwerkraft flog dieses Material jedoch nicht nur frei herum – nach einer Weile fanden die Partikel zusammen, wodurch letztendlich der kleine Asteroid entstand.
Beide Himmelskörper weisen nämlich eine Oberflächenkohäsion auf, was in Verbindung mit den beobachteten Kratern darauf hindeutet, dass das Oberflächenalter von Didymos 40 bis 130 Mal älter ist als das von Dimorphos. Laut dem Team könnte das Alter von Didymos bei etwa 12,5 Millionen Jahren liegen, das von Dimorphos bei weniger als 0,3 Millionen Jahren.
Geringere Tragfähigkeit als Sand
Ein weiteres Forschungsteam um Naomi Murdoch(öffnet im neuen Fenster) (Universität Toulouse) analysierte Geröllspuren auf der Asteroidenoberfläche. Dabei stellte es fest, dass die Tragfähigkeit (die Fähigkeit einer Oberfläche, einwirkende Lasten zu tragen) der Oberfläche von Didymos deutlich geringer ist als die von trockenem Sand auf der Erde oder Mondboden.
In einer separaten Arbeit analysierten Maurizio Pajola (INAF, Astronomische Sternwarte von Padua, Italien) und seine Mitautoren die Größe, Form und Verteilung von Felsbrocken auf der Oberfläche der beiden Asteroiden. Die Felsbrocken auf Dimorphos weisen ein Muster in ihrer Größenverteilung auf, was darauf hindeutet, dass sie sich in mehreren Phasen gebildet haben könnten.
Zudem wurden die Felsbrocken und deren Muster anscheinend direkt von Didymos geerbt. Dies stützt die Hypothese, dass sich binäre Asteroidensysteme durch das Abwerfen von Material von einem primären Asteroiden bilden können.
Zerbrechliche Oberfläche und die Morphologie von Felsbrocken
Das Team um Alice Lucchetti(öffnet im neuen Fenster) (INAF, Astronomische Sternwarte von Padua, Italien) fand heraus, dass durch thermische Ermüdung Gesteinsbrocken auf der Oberfläche von Dimorphos schnell zerbrechen können. Dies stellt möglicherweise die erste Beobachtung eines derart schnellen (ca. 100.000 Jahre) Zerbrechens von Gesteinsbrocken durch thermische Ermüdung auf dieser Art von Asteroiden (S-Typ-Asteroiden) dar.
Schließlich verglichen Colas Robin (Universität Toulouse) und seine Mitautoren(öffnet im neuen Fenster) die Morphologie von 34 Felsblöcken auf Dimorphos (mit einer Größe von 1,67 bis 6,64 Metern) mit denen auf der Oberfläche mehrerer anderer Asteroiden wie Itokawa, Ryugu und Bennu .
Aufgrund der Ähnlichkeiten in der Geröllmorphologie und im Vergleich mit Laborexperimenten deuten die Ergebnisse auf einen gemeinsamen Entstehungs- und Entwicklungsmechanismus für diese Arten von Asteroiden hin.