Λίγο πριν φτάσει στον στόχο της, το διαστημόπλοιο Hera του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) έχει μπροστά του δέκα ανοιχτά ερωτήματα για τον αστεροειδή Δίμορφο (Dimorphos). Την Τρίτη 3 Νοεμβρίου ο ESA δημοσίευσε βίντεο επτά λεπτών και συνοδευτικό κείμενο με τα μυστήρια που αναμένεται να διερευνήσει η πρώτη ευρωπαϊκή αποστολή πλανητικής άμυνας, η οποία φτάνει στο σύστημα του Διδύμου (Didymos) και του Δίμορφου μέσα στον Νοέμβριο.
Το διαστημόπλοιο έχει το μέγεθος μικρού αυτοκινήτου. Ο Δίμορφος έχει διάμετρο 151 μέτρων και κινείται σε τροχιά γύρω από τον μεγαλύτερο Δίδυμο, διαμέτρου 780 μέτρων. Στις 26 Σεπτεμβρίου 2022 το διαστημόπλοιο DART της NASA, μάζας 550 κιλών, χτύπησε τον Δίμορφο με 6,1 χλμ./δευτ. και μείωσε την περίοδο της τροχιάς του κατά 33 λεπτά, πολύ περισσότερο από όσο προέβλεπαν οι προσομοιώσεις. Η Hera θα εξετάσει από κοντά το σημείο της πρόσκρουσης, ώστε το πείραμα να γίνει μια τεκμηριωμένη μέθοδος εκτροπής επικίνδυνων αστεροειδών. Για το πείραμα και τη σημασία του έχουμε γράψει και στο ρεπορτάζ για το DART.
Το πρώτο ερώτημα θα απαντηθεί από τις πρώτες εικόνες: άφησε κρατήρα η πρόσκρουση; Εκτιμάται ότι εκτινάχθηκαν περίπου 16 εκατ. κιλά σκόνης, θραυσμάτων και ογκόλιθων, γύρω στο 0,5% της εκτιμώμενης μάζας του αστεροειδούς. Ο κύριος ερευνητής της αποστολής, Πατρίκ Μισέλ (Patrick Michel), εξηγεί ότι η βαρύτητα είναι τόσο ασθενής, ώστε το αποτέλεσμα εξαρτάται κυρίως από τη συνοχή του υλικού. Το 2019 το Hayabusa2 της Ιαπωνίας εκτόξευσε χάλκινο βλήμα με 2,1 χλμ./δευτ. στον αστεροειδή Ριούγκου (Ryugu) και άνοιξε κρατήρα διαμέτρου περίπου 15 μέτρων, πολύ μεγαλύτερο από το αναμενόμενο. Κάποιες προσομοιώσεις δείχνουν ότι ο κρατήρας του DART θα μπορούσε να έχει απλωθεί σε ολόκληρη την επιφάνεια του Δίμορφου και να τον έχει αναμορφώσει πλήρως. Το δεύτερο ερώτημα αφορά τα υπολείμματα της πρόσκρουσης γύρω από τους δύο αστεροειδείς, επειδή αποτελούν κίνδυνο σύγκρουσης για το ίδιο το σκάφος και πρέπει να εντοπιστούν γρήγορα. Μια πρόσφατη μελέτη υπολογίζει ότι πάνω από το 93,5% του υλικού διέφυγε μέσα σε δύο χρόνια και μόλις το 0,002% παραμένει κοντά.
Τρίτο ερώτημα είναι πόσο άτακτα περιστρέφεται πλέον ο Δίμορφος. Πριν από το DART θεωρούνταν παλιρροϊκά κλειδωμένος, δηλαδή έδειχνε πάντα την ίδια πλευρά στον Δίδυμο, όπως η Σελήνη στη Γη. Επειδή όμως το χτύπημα έγινε εκτός κέντρου, ο άξονας περιστροφής μπορεί να μετατοπίζεται συνεχώς, σαν μια μπάλα του ράγκμπι που πετάχτηκε στραβά. Αυτό μπορεί να επηρεάσει και την αυτόνομη πτήση της Hera σε μεταγενέστερο στάδιο, αφού θα βασίζεται στην παρακολούθηση χαρακτηριστικών της επιφάνειας που θα κινούνται με πολύπλοκο τρόπο. Το ευρύτερο επιστημονικό ερώτημα είναι πόσο γρήγορα το βαρυτικό πεδίο του Διδύμου καταπραΰνει αυτή την ανώμαλη κίνηση και επαναφέρει σταδιακά τον Δίμορφο στην προηγούμενη κατάσταση ισορροπίας.
Τέταρτο ερώτημα είναι αν ο Δίμορφος γεννήθηκε από την ταχεία περιστροφή του Διδύμου. Εκτιμάται ότι περίπου το 15% των αστεροειδών έχει έναν ή περισσότερους μικρούς δορυφόρους. Σύμφωνα με την επικρατούσα θεωρία, το φως του Ήλιου επιταχύνει σιγά-σιγά την περιστροφή του μητρικού αστεροειδούς μέσω του φαινομένου YORP, επειδή το ανώμαλο σχήμα του θερμαίνεται άνισα. Ο Δίδυμος περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του σε λίγο παραπάνω από δύο ώρες, με ταχύτητα περίπου ίση με το μισό της ταχύτητας διαφυγής, και έχει έντονο εξόγκωμα στον ισημερινό, σαν σβούρα. Η Hera θα ελέγξει αν οι δύο αστεροειδείς αποτελούνται από τα ίδια υλικά και, από την επίδραση του διαστημικού περιβάλλοντος στην επιφάνεια, ίσως επιτρέψει να υπολογιστεί η ηλικία του Δίμορφου, που θα μπορούσε να είναι μόλις λίγων χιλιάδων ετών. Μπορεί ακόμη να καταγράψει κατολισθήσεις ή υλικό που εκτοξεύεται από τον ισημερινό, όπως είχε εντοπίσει η αποστολή OSIRIS-REx της NASA στον αστεροειδή Μπενού (Bennu).
Τα επόμενα τρία ερωτήματα αφορούν τη συνοχή. Στον Δίμορφο η βαρύτητα είναι ελάχιστο κλάσμα της γήινης, και άλλες ιδιότητες, κυρίως η συνοχή, παίζουν ανάλογο ρόλο με εκείνη. Όσο πιο χαμηλή η συνοχή, τόσο μεγαλύτερος ο κρατήρας του DART. Πέμπτο είναι τι κρατά ενωμένο τον αστεροειδή και αν η επιφάνειά του θα αντέξει την προσεδάφιση ενός CubeSat (μικροσκοπικού δορυφόρου) ή αν αυτός θα βυθιστεί σαν σε κινούμενη άμμο. Έκτο, πού βρίσκεται η σκόνη ανάμεσα στους ογκόλιθους. Η κάμερα του DART δεν την είδε, αν και η πρόσκρουση ελευθέρωσε μεγάλες ποσότητες σκόνης. Έβδομο, πόσο ισχυροί είναι οι ογκόλιθοι, μεγέθους από αυτοκίνητο ως σπίτι, με γωνιώδη σχήματα και τραχιές επιφάνειες που φαίνεται πως έχουν ραγίσει, πιθανότατα από συγκρούσεις και θερμική καταπόνηση. Είναι πολύ πορώδεις, σχεδόν αφράτοι, και μένουν ενωμένοι μόνο χάρη στην ασθενή βαρύτητα, ή έχουν τελικά μεγαλύτερη συνοχή;
Όγδοο ερώτημα, αν υπάρχουν κενά στο εσωτερικό. Ο CubeSat Juventas, με το μικρότερο ραντάρ που έχει πετάξει ποτέ στο διάστημα, θα κάνει την πρώτη ανίχνευση με ραντάρ στο εσωτερικό αστεροειδούς, με ανάλυση περίπου 10 μέτρων. Ο Δίμορφος μπορεί να είναι ένα μονολιθικό σώμα από πολύ πορώδες υλικό, σαν ελαφρόπετρα, ή ένα σύνολο ογκολίθων με μεγάλα κενά ανάμεσά τους, σαν τσαμπί σταφύλι.
Ένατο ερώτημα είναι η ακριβής μάζα του Δίμορφου, της οποίας η αβεβαιότητα φτάνει τις δεκάδες ποσοστιαίες μονάδες. Η Hera θα παρακολουθεί κινήσεις σημείων στην επιφάνεια και των δύο σωμάτων, για να εντοπίσει την ελαφριά ταλάντευση που προκαλεί ο Δίμορφος στον Δίδυμο. Προς το τέλος της εξάμηνης αποστολής, όταν το σκάφος θα κινείται σε τροχιά πολύ κοντά στον Δίμορφο, οι μικρές μετατοπίσεις Ντόπλερ (Doppler) στο ραδιοσήμα του θα βοηθήσουν να προσδιοριστεί η έλξη της βαρύτητάς του και, μέσω αυτής, η μάζα του.
Δέκατο ερώτημα είναι ο «μαγικός τύπος» της εκτροπής. Η τροχιά του Δίμορφου μίκρυνε κατά 33 λεπτά, πολύ περισσότερο από τις προβλέψεις, εξαιτίας ενός επιπλέον στοιχείου, του «παράγοντα βήτα»: της ενίσχυσης της ορμής από την ανάκρουση των υλικών που εκτινάχθηκαν, μια ώθηση που μοιάζει με εκείνη ενός πυραύλου. Σήμερα εκτιμάται ότι ο Δίμορφος έλαβε περίπου 2,1 φορές την ορμή του διαστημοπλοίου, πιθανώς λόγω χαμηλής συνοχής. Οι μετρήσεις της Hera θα βελτιώσουν αυτόν τον αριθμό και θα βοηθήσουν να γίνει κατανοητό πώς μπορούν να εκτραπούν αστεροειδείς κάθε μεγέθους και σύστασης. Για τα πρώτα στιγμιότυπα του ζεύγους από τη Hera διαβάστε το σχετικό ρεπορτάζ μας, ενώ για την παρακολούθηση επικίνδυνων αστεροειδών δείτε και το τηλεσκόπιο NEO Surveyor της NASA.
