Kto by si pomyslel, že náraz do asteroidu môže priniesť toľko zásadných vedeckých poznatkov? Pripomeňme si to najdôležitejšie: sonda NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) v rámci svojej misie 26. septembra 2022 narazila rýchlosťou 24.000 kilometrov za hodinu do asteroidu Dimorphos s priemerom 170 metrov. Dimorphos je mesiacom väčšieho asteroidu Didymos a cieľom tohto pôsobivého testu bolo zistiť, do akej miery sa dá takýmto nárazom zmeniť obežná dráha malého mesiaca.
Vedci tak chceli overiť, či by sa touto metódou dal odkloniť asteroid smerujúci k Zemi, aby našu planétu minul.
Ukázalo sa, že náraz sondy mal pomerne výrazný účinok: obežnú dobu Dimorphosu zmenil o pol hodiny. Ide o veľmi významnú zmenu, najmä vzhľadom na to, že túto dvojitú sústavu vybrali práve s predpokladom, že pri mesiaci asteroidu dokážu zmerať aj celkom malé zmeny.
To však nie je všetko. Podľa nedávno zverejnenej štúdie sa nezmenila len dráha mesiaca okolo asteroidu, ale aj dráha celej dvojice okolo Slnka. Tentoraz nejde o výraznú zmenu: rýchlosť sústavy klesla približne o 11,7 (±1,3) mikrometra za sekundu. Túto nepatrnú zmenu zmerali veľmi presnými metódami, napríklad pomocou radarových signálov odrazených od asteroidu a zákrytov hviezd.
Prečo sa to stalo? Pretože tieto dve vesmírne telesá sú gravitačne viazané. Dimorphos v skutočnosti neobieha priamo okolo Didymosu: obe telesá obiehajú okolo spoločného ťažiska sústavy. Keď DART zasiahol Dimorphos, zmenil jeho obežnú dobu. Keďže Dimorphos gravitačne priťahuje Didymos, zmenil sa tým aj pohyb celej sústavy. Ako sme už spomenuli, účinok nebol veľký, no bol skutočný. Náraz väčšieho alebo rýchlejšieho telesa by dráhu sústavy zmenil ešte výraznejšie. Ak by sa podobným spôsobom podarilo včas zasiahnuť asteroid smerujúci k Zemi, prípadne aj viackrát, mohlo by to stačiť na to, aby našu planétu minul.
Kto hodí prvý kameň
Ani tým sa však správy súvisiace s misiou DART nekončia. Nedávno tiež vyšlo najavo, že Didymos hádže kamene na Dimorphos. DART vyhotovil snímky mesiaca a pri ich analýze sa ukázalo, že Dimorphos pokrývajú zvláštne pruhy, ktoré sa lúčovito rozbiehajú z jediného bodu na jeho povrchu.
To veľmi pripomína stopy, aké by sme očakávali po nárazoch. Podobné útvary vidíme aj na Mesiaci, napríklad okolo krátera Tycho, ktorý obklopujú lúčovité pruhy zo svetlejšieho materiálu. Vznikajú z materiálu vyvrhnutého pri náraze, ktorého časť dopadne späť na povrch. Natíska sa teda otázka, či sa niečo podobné odohralo aj na Dimorphose.
Astronómovia, ktorí výskum uskutočnili, sa domnievajú, že dopadajúci materiál mohol pochádzať z väčšieho asteroidu Didymos. Príčinou je slnečné žiarenie, ktoré môže časom zrýchliť rotáciu asteroidu. Pri rýchlejšej rotácii môže odstredivá sila v blízkosti rovníka prekonať gravitáciu na povrchu, ktorá je pri takýchto malých asteroidoch už aj tak veľmi slabá. Kamene na povrchu tak môžu byť vymrštené do vesmíru.
Čo sa s nimi deje potom, je veľmi zložité. Gravitácia oboch asteroidov a ich obehový pohyb spôsobujú, že dráhy týchto uvoľnených kameňov sú komplikované. Je však možné, že dopadajú na povrch Dimorphosu, a to na stranu odvrátenú od Didymosu, vždy približne do rovnakej oblasti. Pri náraze nízkou rýchlosťou zvíria oblak prachu, ktorý po dopade späť na povrch vytvorí svetlý pruh.
Keďže ku všetkým nárazom dochádza približne v okolí toho istého bodu, na povrchu vzniká zvláštny obrazec tvorený lúčovitými čiarami.
Čoskoro by sme o sústave mohli získať ďalšie informácie. Misia ESA Hera smeruje k dvojitému asteroidu, ku ktorému má doraziť v novembri 2026. Potom začne obe telesá podrobne mapovať, aby preskúmala ich súčasnú podobu. Snímky zachytávajúce lúčovité čiary vznikli ešte pred nárazom a tieto útvary ho pravdepodobne neprežili, keďže pri ňom bol materiál rozmetaný všetkými smermi. Ak je to tak, Hera už pruhy zrejme neuvidí. Aj tak však môže odhaliť veľa o zmenách spôsobených nárazom aj o dvojitých asteroidoch všeobecne. Významná časť asteroidov v blízkosti Zeme má vlastné mesiace, a preto sú viacnásobné sústavy pri skúmaní potenciálne nebezpečných telies mimoriadne zaujímavé.
Anatómia nárazu
Na záver správ o misii DART sa ešte musíme venovať jednej štúdii, v ktorej vedci skúmali oblak vytvorený pri náraze sondy. Keď sonda narazila, do vesmíru vyletelo obrovské množstvo materiálu. Jeho modelovanie je kľúčové na pochopenie toho, čo presne náraz spôsobil, koľko materiálu vyvrhol a akú štruktúru má Dimorphos.
Odborníci spočiatku modelovali oblak ako kužeľ. Takýto tvar približne vystihuje vyvrhnutý materiál za predpokladu, že povrch je rovný a homogénny. Na skutočných snímkach však vidíme niečo celkom iné. Spolu so sondou DART cestovala aj minidružica LICIACube, ktorá sa od nej pred nárazom oddelila, aby priebeh udalosti nasnímala a zábery odoslala na Zem. Pri snímaní boli oba asteroidy zámerne preexponované, aby bolo vidieť aj slabšie vlákna materiálu. Na priloženej snímke je Didymos jasnejším objektom vpravo dole. Dimorphos tvorí škvrnu vľavo hore, ktorú do veľkej miery zakrýva vyvrhnutý materiál.
Ako vidno, oblak materiálu nemá kužeľovitý tvar, ale skôr vláknitú štruktúru. V novej štúdii vedci napočítali 14 takýchto vlákien a opísali v nich 105 samostatných útvarov. Keďže sa LICIACube pohybovala aj vzhľadom na asteroidy, meniaci sa uhol pohľadu navyše umožnil výskumníkom vytvoriť trojrozmerný model štruktúry oblaku. Zistili, že vyvrhnutý materiál sa pohyboval prevažne v tangenciálnom smere, teda približne rovnobežne s povrchom Dimorphosu, rýchlosťou okolo 50 metrov za sekundu.
Zistili, že materiál pochádzal z hĺbky niekoľkých metrov pod povrchom a vláknitá štruktúra poukazuje na nehomogénny povrch: asteroid teda pokrývali kamene, úlomky a balvany.
Aj toto je zásadné z hľadiska základnej otázky celej misie. Už samotný náraz pôsobí na asteroid silou a mení jeho hybnosť, no rovnaký účinok má aj vyvrhnutý materiál. Úlomky sa správajú ako rakety letiace približne proti smeru nárazu, čím zosilňujú impulz, ktorý asteroid pri zrážke dostal. Je to dobrá správa: znamená to, že po náraze sa dráha asteroidu zmenila výraznejšie, než sa pôvodne očakávalo. Ak by teda Zemi hrozila zrážka s podobným telesom, bolo by jednoduchšie ho odkloniť. V tomto prípade síce malý uhol, pod ktorým úlomky vyleteli, znížil účinnosť impulzu, no aj tak mali na asteroid merateľný vplyv.
Skorší výskum ukázal, že účinnosť takýchto nárazov výrazne klesá, ak sonda zasiahne napríklad svah. Keďže reliéf asteroidu nemôžeme poznať vopred, pri pokuse o jeho odklonenie by mohlo byť vhodnejšie vyslať viac menších nárazových sond a zasiahnuť ho opakovane než poslať jedinú veľkú sondu. Aspoň taký záver vyplýva z údajov. Hoci je v súčasnosti pravdepodobnosť veľkého nárazu do Zeme veľmi malá, za dostatočne dlhý čas stúpne na 100 %. Teda ak nič nepodnikneme.
DART však ukázal, že môžeme zasiahnuť a ovplyvniť dráhu približujúceho sa asteroidu. To je rozhodne dobrá správa a oplatí sa na tomto výsledku stavať.
