Resultat från VLT-observationer av Darts asteroidkrock

Den 26 september förra året kolliderade sonden Dart med asteroidmånen Dimorphos. I första hand genomfördes kollisionen för att testa hur bra det går att rubba en asteroids omloppsbana, men kollisionen var också ett utmärkt tillfälle för att studera asteroiden i sig. Förra veckan släpptes resultaten från två observationer av kollisionen som gjordes med teleskopet VLT i Chile. Bakom står två olika forskarlag varav ena har svensk medverkan.

Dart är förkortning av ”Double Asteroid Redirection Test” som betyder ungefär ”Dubbelasteroid-omledningstest”. Dart var en sond från amerikanska Nasa som skickades upp från jorden i september 2021 och kolliderade – med mening – med asteroiden Dimorphos i september 2022. Populär Astronomi skrev om det kort därefter.

Asteroiden Dimorphos är speciell då det är en måne till den större asteroiden Didymos. Tillsammans är de den dubbelasteroid som förkortningen Dart syftar på. Som dubbelasteroid är den ett lämpligt laboratorium för att se hur väl det går att rubba en asteroid genom att medvetet krascha en tung projektil mot den, där Darts vikt var 610 kg. Det långsiktiga målet är att bättre förstå hur väl det skulle fungera att förhindra en kollision mellan jorden och en farligt stor asteroid.

Didymos och Dimorphos är klassade som jordnära objekt i och med att de har en omloppsbana runt solen som ligger strax utanför jordens omloppsbana. Det gör dem också till lämpliga mål för teleskop på jorden. Med hjälp av markbaserade teleskop kunde man se hur Dimorphos bana ändrades från att ha en omloppstid på 11 h 55 min till cirka 11 h 20 min, eller med cirka 35 min. En mycket större förändring än de förväntade knappt två minutrarna!

En ytterligare nyttig effekt av sådana experiment är att det vid kollisionen kastas ut stora mängder material från både asteroidens yta och inre. Med teleskop går det då att studera materialet och dess kemiska sammansättning. Sådant har gjorts förut. Till exempel är det vanligt att observera svansar från kometer när de närmar sig solen. Kometsvansar består av material som lossnar från kometen och innehåller rester av det material som en gång bildade solsystemet. Ett annat exempel är Nasa-sonden Deep Impact som i juli 2005 kolliderade med kometen Tempel-1. Den kollisionen observades med flertalet teleskop, bland annat svenska Odinsatelliten, Hubble och Röntgenteleskopet XMM-Newton.

Två forskargrupper publicerade nyligen varsin artikel som presenterades i ett pressmeddelande från Europeiska Sydobservatoriet (Eso). Båda grupper har observerat asteroidparet med Esos teleskop VLT (Very Large Telescope) i Chile timmar före och efter kollisionen. Ena gruppen studerade bland annat reflektioner i ljuset genom molnet av utkastat material och den andra polarisering hos ljuset. Kortfattat så var det mycket material som kastades ut och mycket tydde på att Dimorphos är som en löst sammandbunden hög av grus. På det viset påminner den om asteroiden Bennu som Nasas sond Osiris-Rex tog markprover på i oktober 2020, då sondens provarm sjönk förvånande djupt ned i asteroidens yta.

Den ena studien leddes av Cyrielle Opitom vid Institute for Astronomy i Edinburgh i Storbritannien. Forskarna observerade asteroiderna med instrumentet Muse på VLT och spanade efter molekyler som bland annat vatten. De kunde inte se nämnvart mycket vatten vilket också är väntat med en asteroid som Dimorphos. Via reflekterat solljus förbi asteroiderna kunde de se att molnet i början hade fler mindre partiklar och senare fler större partiklar. Detta går att se i och med att olika stora partiklar reflekterar olika färger bra. Mindre partiklar reflekterar blått bättre och större reflekterar rödare färger bättre. Större korn förväntas finnas djupare ned i asteroiden så det tyder på att Dart lyckades tränga sig djupt ned. De mindre partiklarna puttades sedan lättare undan från molnet runt asteroiden av tryck från solljuset så att de större partiklarna blev synliga.

Den andra studien leddes av Stefano Bagnulo från Armagh Observatory & Planetarium också i Storbritannien, där även svenska forskaren Mikael Granvik från Luleå tekniska universitet och universitetet i Helsingfors medverkade. De nyttjade instrumentet Fors2 på VLT och såg att det polariserade ljuset från asteroiderna minskade något efter Darts kollision. Ljus är elektromagnetiska vågor och polarisation är mått på åt vilka håll vågorna svänger. Oreflekterat ljus direkt från till exempel solen är opolariserat medan reflekterat ljus ofta blir polariserat. Det är därför polaroida solglasögon släcker ut reflektioner från blöta platta ytor, då sådana glas stoppar ljus med vissa polarisationsriktningar. Att andelen polariserat ljus minskade något är också en indikator på att kollisionen fick material från djupt inne i asteroiden att kastas ut. De inre delarna av asteroiden har inte varit exponerat för ”rymdväder”, det vill säga strålning och damm i rymden, och är därför mer oregelbundet formade vilket ger upphov till mindre polariserat ljus.

Studier som dessa lär oss mer om asteroider, vad de består av och var de kommer ifrån. Hur vanligt är det är till exempel att asteroider är löst sammanbundna grushögar eller något mera fast såsom en del andra asteroider är? Långsiktigt är det såklart ett stort steg i att lära sig hur asteroider ter sig när man vill stoppa en förödande naturkatastrof på jorden.