Fette bidimensionali (prese a y =0 nel piano x–z) che mostrano possibili morfologie di asteroidi dopo impatti simili a DART su corpi sferici inizialmente di 150 m con coesione variabile (Y0 =0–50 Pa) e coefficienti di attrito interno (f =0,4–1,0). Gli impatti su bersagli con Y0 maggiore di ≈10 Pa creano crateri ben definiti, mentre gli impatti su bersagli con Y0 ≲ 10 Pa creano la deformazione della forma dell'asteroide. La deformazione totale mostra la quantità di deformazione subita dal bersaglio. Per un asteroide sferico di 150 m (ρ ≈ 1600 kg m −3 ), la pressione di copertura al centro del corpo è di circa 2 Pa. Il gradiente di fondo mostra la transizione al regime dominato dalla gravità, in cui la pressione di copertura del bersaglio alla profondità del cratere supera la coesione. Nella parte superiore della figura sono riportati i tempi di formazione, T, delle strutture stabili post-impatto. Credito:The Planetary Science Journal (2022). DOI:10.3847/PSJ/ac67a7
La missione Double Asteroid Redirection Test (DART) della NASA è il primo test di difesa planetaria su vasta scala al mondo contro potenziali impatti di asteroidi sulla Terra. I ricercatori dell'Università di Berna e del Centro nazionale di competenza nella ricerca (NCCR) PlanetS ora mostrano che, invece di lasciare un cratere relativamente piccolo, l'impatto del veicolo spaziale DART sul suo bersaglio potrebbe lasciare l'asteroide quasi irriconoscibile.
Sessantasei milioni di anni fa, l'impatto di un gigantesco asteroide sulla Terra causò probabilmente l'estinzione dei dinosauri. Attualmente nessun asteroide noto rappresenta una minaccia immediata. Ma se un giorno venisse scoperto un grande asteroide in rotta di collisione con la Terra, potrebbe dover essere deviato dalla sua traiettoria per evitare conseguenze catastrofiche.
Lo scorso novembre, la sonda spaziale DART dell'agenzia spaziale statunitense NASA è stata lanciata come primo esperimento su vasta scala di tale manovra:la sua missione è quella di entrare in collisione con un asteroide e di deviarlo dalla sua orbita, al fine di fornire preziose informazioni per lo sviluppo di un tale sistema di difesa planetario.
In un nuovo studio pubblicato su The Planetary Science Journal , i ricercatori dell'Università di Berna e del Centro nazionale di competenza nella ricerca (NCCR) PlanetS hanno simulato questo impatto con un nuovo metodo. I loro risultati indicano che potrebbe deformare il suo bersaglio molto più gravemente di quanto si pensasse in precedenza.
Macerie invece di roccia solida
"Contrariamente a quanto si potrebbe immaginare quando si immagina un asteroide, prove dirette da missioni spaziali come la sonda Hayabusa2 dell'agenzia spaziale giapponese (JAXA) dimostrano che l'asteroide può avere una struttura interna molto lasca, simile a un mucchio di macerie, che è tenuta insieme da interazioni gravitazionali e piccole forze coesive", afferma l'autrice principale dello studio Sabina Raducan dell'Istituto di fisica e del Centro nazionale di competenza nella ricerca PlanetS dell'Università di Berna.
Tuttavia, le precedenti simulazioni dell'impatto della missione DART presupponevano per lo più un interno molto più solido del suo bersaglio asteroide Dimorphos. "Questo potrebbe cambiare drasticamente l'esito della collisione di DART e Dimorphos, che dovrebbe aver luogo nel prossimo settembre", sottolinea Raducan. Invece di lasciare un cratere relativamente piccolo sull'asteroide largo 160 metri, l'impatto di DART a una velocità di 24.000 km/h potrebbe deformare completamente Dimorphos. L'asteroide potrebbe anche essere deviato molto più fortemente e quantità maggiori di materiale potrebbero essere espulse dall'impatto rispetto alle stime precedenti.
"Uno dei motivi per cui questo scenario di una struttura interna sciolta non è stato finora studiato a fondo è che i metodi necessari non erano disponibili", afferma l'autrice principale dello studio Sabina Raducan. "Tali condizioni di impatto non possono essere ricreate in esperimenti di laboratorio e il processo relativamente lungo e complesso di formazione dei crateri a seguito di un tale impatto - questione di ore nel caso di DART - ha reso impossibile simulare realisticamente questi processi di impatto fino ad ora", secondo al ricercatore.
"Con il nostro nuovo approccio di modellazione, che tiene conto della propagazione delle onde d'urto, della compattazione e del successivo flusso di materiale, siamo stati per la prima volta in grado di modellare l'intero processo di craterizzazione risultante dagli impatti su piccoli asteroidi come Dimorphos, "Riferisce Raducan. Per questo risultato è stata premiata dall'ESA e dal sindaco di Nizza in un workshop sulla missione di follow-up DART HERA.
Allarga l'orizzonte delle aspettative
Nel 2024, l'Agenzia spaziale europea ESA invierà una sonda spaziale su Dimorphos nell'ambito della missione spaziale HERA. L'obiettivo è indagare visivamente le conseguenze dell'impatto della sonda DART. "Per ottenere il massimo dalla missione HERA, dobbiamo avere una buona comprensione dei potenziali risultati dell'impatto di DART", afferma il coautore dello studio Martin Jutzi dell'Istituto di fisica e del National Center of Competence in Research PlanetS.
"Il nostro lavoro sulle simulazioni di impatto aggiunge un importante scenario potenziale che ci richiede di ampliare le nostre aspettative al riguardo. Questo non è solo rilevante nel contesto della difesa planetaria, ma aggiunge anche un tassello importante al puzzle della nostra comprensione degli asteroidi in generale", conclude Jutzi. + Esplora ulteriormente
