L’esperimento di impatto condotto due anni fa dalla missione giapponese Hayabusa2 sull’asteroide Ryugu ha prodotto un cratere inaspettatamente grande. Un team guidato dall’Università di Berna e dal Centro nazionale di competenza per la ricerca (NCCR) PlanetS è ora riuscito a utilizzare le simulazioni per ottenere nuove conoscenze dall’esperimento sulla formazione e lo sviluppo degli asteroidi. Questi sono importanti anche per la missione DART della NASA.
La datazione delle superfici dei corpi celesti si effettua contando le dimensioni e la frequenza dei crateri. Queste stime dell’età possono essere molto imprecise perché non si sa come il materiale della superficie di un asteroide reagisca all’impatto con un altro corpo celeste. Per studiare la storia dell’asteroide Ryugu, è stata sviluppata la navicella Hayabusa2, che ha anche raccolto campioni e li ha riportati sulla Terra per le analisi di laboratorio.
Martin Jutzi e Sabina Raducan, entrambi dell’Istituto di Fisica dell’Università di Berna, Dipartimento di Ricerca Spaziale e Planetologia (WP) e membri del Centro Nazionale di Competenza nella Ricerca (NCCR) PlanetS, sono coinvolti nel progetto. In uno studio appena pubblicato su Nature Communications, il team da loro guidato presenta nuove scoperte sulla formazione e l’evoluzione degli asteroidi.
Le leggi sulla craterizzazione aiutano a datare gli asteroidi
Per esplorare le proprietà degli asteroidi, nell’ambito della missione spaziale Hayabusa2 è stato lanciato un piccolo impattore sulla superficie dell’asteroide Ryugu. Il cratere creato dall’impatto si è rivelato molto più grande del previsto. Abbiamo quindi cercato di riprodurre il risultato dell’impatto su Ryugu utilizzando delle simulazioni per scoprire quali proprietà deve avere il materiale sulla superficie dell’asteroide", spiega Martin Jutzi.
La natura e le dimensioni di un cratere da impatto su un asteroide sono influenzate da vari fattori. In primo luogo, dalle proprietà specifiche del proiettile e in secondo luogo dalle proprietà dell’asteroide, ad esempio la sua forza o gravità. Le dimensioni e la natura del cratere risultante dall’impatto possono fornire una diagnosi diretta delle proprietà dei materiali e della struttura della superficie dell’asteroide", spiega Jutzi. Lo studio del processo di craterizzazione ha quindi importanti implicazioni per la comprensione dell’evoluzione geologica e geofisica degli asteroidi, aggiunge.
Come funziona la craterizzazione a bassa gravità è rimasto in gran parte inesplorato fino ad ora. Questo perché queste condizioni di impatto non possono essere replicate negli esperimenti di laboratorio sulla Terra", spiega Sabina Raducan, che guida il progetto insieme a Martin Jutzi. I ricercatori dimostrano che l’asteroide ha probabilmente una struttura interna molto debole ed è tenuto insieme solo da forze coesive molto piccole e da interazioni gravitazionali. Assumendo queste condizioni, siamo in grado di riprodurre il risultato dell’impatto su Ryugu con le nostre simulazioni numeriche", afferma Raducan.
Le relazioni tra le proprietà dei proiettili e le dimensioni dei crateri derivate dai risultati suggeriscono che le superfici dei piccoli asteroidi devono essere molto giovani. I nostri risultati mostrano anche che una bassa coesione può influenzare fortemente la formazione dei crateri. Su Ryugu sono presenti diverse unità geologiche di superficie che hanno età diverse. Questo potrebbe essere dovuto all’influenza della coesione", aggiunge Jutzi.
Risultati importanti per il DART
Il lavoro di Jutzi e Raducan è importante anche per la missione Double Asteroid Redirection Test (DART) della NASA, in cui i due sono coinvolti. Il DART è il primo test su scala mondiale di difesa planetaria contro possibili impatti di asteroidi sulla Terra. Nell’ambito della missione DART, il 27 settembre 2022 una sonda spaziale entrerà in contatto con l’asteroide Dimorphos per deviarlo dalla sua orbita. ’I risultati delle simulazioni per l’impatto su Ryugu aiutano ulteriormente nell’analisi dei risultati della missione DART’, spiega Jutzi. Stiamo applicando i nuovi modelli a DART per ottenere informazioni sulle proprietà del Dimorphos. Le nostre prime simulazioni sono molto promettenti", aggiunge Raducan.
