We wrześniu ubiegłego roku NASA celowo uderzyła sondą kosmiczną DART w powierzchnię planetoidy Dimorphos, kosmiczną skałę o szerokości 160 m krążącą wokół większej planetoidy o nazwie Didymos. Celem misji o nazwie DART (ang. Double Asteroid Redirection Test) było wykazanie zdolności ludzkości do przekierowania niebezpiecznych planetoid z dala od Ziemi. Ta część misji zakończyła się sukcesem przekraczającym wszelkie oczekiwania.
Ale teraz naukowcy dowiadują się więcej o pochodzeniu obu planetoid. Artykuł opublikowany obecnie na serwerze preprintów arXiv, bazujący na danych z uderzenia DART dowodzi, że Dimorphos jest wykonany z tego samego materiału co Didymos i że para planetoid prawdopodobnie pochodzi z jednego ciała.
Uderzenie DART wyrzuciło znaczną chmurę gruzu z powierzchni Dimorphos. Początkowa chmura, złożona z drobnoziarnistego pyłu i substancji gazowej zawierającej śladowe ilości sodu i potasu, szybko się rozprzestrzeniła i oddaliła od układu. Pył i gaz rozproszył się w ciągu kilku minut. Jednak druga chmura cięższych odłamków utrzymywała się przez miesiące. Korzystając z 3-metrowego teleskopu IRTF NASA na Hawajach, zespół badawczy obserwował tę wtórną chmurę szczątków przez tydzień po uderzeniu, obserwując jej ewolucję i rozprzestrzenianie się. Badacze odkryli, że sygnatura spektroskopowa szczątków Dimorphos odpowiada sygnaturze Didymos przed uderzeniem.
Inaczej mówiąc, obie planetoidy zbudowane są z tego samego materiału: krzemianu (związku krzemu i tlenu).
Przed zderzeniem sondy DART z planetoidą tylko ~ 5% światła z systemu pochodziło z Dimorphosa. Planetoida była drastycznie przyćmiona przez swojego większego partnera Didymos, przez co niezwykle trudno było uzyskać wyraźne obserwacje widmowe tej maleńkiej skały. Jednak po uderzeniu cały układ znacznie się pojaśniał, a szczątki w maksymalnym stopniu zapewniły ponad 64% światła docierającego z układu do teleskopów naziemnych. Ta jasna poświata umożliwiła zbadanie składu chmury szczątków Dimorphosa.
Zespół badawczy zauważył, że gruz składał się głównie z cięższego materiału i większych skał, ponieważ wiatr słoneczny szybko wypychał mniejsze ziarna. Wydaje się to kontrastować z materią na powierzchni Didymosa, która według naukowców składa się głównie z małych ziaren – przewidywania, które będzie w stanie potwierdzić nadchodząca misja HERA Europejskiej Agencji Kosmicznej.
Jeśli więc Didymos i Dimorphos są wykonane z tego samego materiału, jak to się stało, że stały się oddzielnymi planetoidami? Najbardziej przekonująca teoria opiera się o model tzw. „zakłócenia rotacyjnego”:
„Planetoidy o średnicach mniejszych niż kilkadziesiąt kilometrów mogą ulegać zniszczeniu, ponieważ ich szybki obrót powoduje naprężenia, którym nie jest w stanie przeciwstawić się ich wytrzymałość wewnętrzna. W efekcie wyrzucone z planetoidy fragmenty czy odłamki trafiają na orbitę i z czasem łączą się w osobnego satelitę” – wyjaśniają naukowcy.
Jako mała, szybko wirująca planetoida, Didymos jest dobrym kandydatem do tego modelu. Prawie na pewno wyrzucił cząstki stałe na orbitę wokół siebie. Ma także geometrię typową dla planetoid podwójnych: kulistą z wybrzuszeniem wokół równika. Ta geometria tylko wzmacnia argumenty za modelem z zakłóceniami obrotowymi.
Dzięki nowym danym zebranym po uderzeniu DART sprawa jest właściwie zamknięta. Fakt, że sygnatura widmowa jest identyczna pomiędzy Didymosem i Dimorphosem, silnie sugeruje, że powstały one jako jedno ciało. Z biegiem czasu szybko wirująca planetoida wyrzuciła na orbitę materię, która następnie zebrała się, tworząc maleńki księżyc zwany Dimorphos. Pozostała tam przez eony, dopóki DART nie przeciął jej orbity i nie nadał jej nowej w wyniku zderzenia.