DART auf Falcon 9 (B1063.3) von Vandenberg

Laut einer Studie von Sabina Raducan von der Universität Bern hat der Einschlag auf Dimorphos keinen Einschlagkrater hinterlassen, sondern den "losen Schutthaufen" gleich komplett verformt.

In allen berechneten Szenarien der Forscher und Forscherinnen hat der Einschlag der DART-Sonde keinen Krater auf Dimorphos hinterlassen. Stattdessen ist der Asteroid eine so lose Ansammlung an kleineren Gesteinen und Geröll, dass er durch den Einschlag komplett verformt wurde.

https://www.spektrum.de/news/dart-mission-nasa-sonde-hat-asteroid-dimorphos-verformt/2208604

Die große Frage ist doch, ob Rubble Piles (wie Dimorphos) weniger einfach durch einen Impaktor abgelenkt werden können als "feste" Körper.

Ich würde ja aktuell darauf tippen, daß sie sich weniger beeindrucken lassen, weil sie halt so "wabberig" sind, und daher die kinetische Energie des Impaktors nicht in eine Änderung ihrer Bahn, sondern in ihre Verformung umgewandelt wird. Das wäre negativ, weil die meisten kleineren Körper mit wenigen Ausnahmen (freigesprengte Kerne von größeren Körpern) Rubble Piles sein dürften.

Irgendwie finde ich in dem Artikel aber keine konkrete Aussage dazu.

Würde sich ein solcher Rubble Pile nicht beim (theoretischen) Eintritt in die Erdatmosphäre auflösen und damit eher keine Gefahr darstellen?

Ich würde ja aktuell darauf tippen, daß sie sich weniger beeindrucken lassen, weil sie halt so "wabberig" sind, und daher die kinetische Energie des Impaktors nicht in eine Änderung ihrer Bahn, sondern in ihre Verformung umgewandelt wird. Das wäre negativ, weil die meisten kleineren Körper mit wenigen Ausnahmen (freigesprengte Kerne von größeren Körpern) Rubble Piles sein dürften.

War die Aussage nicht die, das so ein lose zusammenhängender Schutthaufen sogar sich leichter ablenken lässt dadurch das der Einschlag der Sonde eine viel heftigere Auswurfreaktion verursachte als wenn es auf festes Gestein geprallt wäre?  Ahja, da wars:

Die vorläufige Auswertung der DART- bzw LICIACube-Daten hat ergeben, dass der Rückstoss des beim Impakt herausgeschlagenen Materials den Impulsübertrag um den Faktor 3,6 verstärkt hat (verglichen mit dem Fall der reinen inelastischen "Absorption" von DART).
Die Masse des herausgeschlagenen Materials wird mit 1.000 Tonnen (1 Mio kg) abgeschätzt.

https://www.bbc.com/news/science-environment-63995869
https://mastodon.social/@mwallis@sfba.social/109527124213810459

Würde sich ein solcher Rubble Pile nicht beim (theoretischen) Eintritt in die Erdatmosphäre auflösen und damit eher keine Gefahr darstellen?

Genau, das fragen sich jetzt wohl viele (ich auch).

Sicher hat man das auch schonmal simuliert, also "Schutthaufen gegen Erde"? Lösen die sich auf oder werden sie im Gegenteil durch die Atmosphäre überhaupt erst "kompaktiert"...?

Jedenfalls bin ich mal sehr auf die ersten Bilder von HERA gespannt.

War die Aussage nicht die, das so ein lose zusammenhängender Schutthaufen sogar sich leichter ablenken lässt dadurch das der Einschlag der Sonde eine viel heftigere Auswurfreaktion verursachte als wenn es auf festes Gestein geprallt wäre?  Ahja, da wars: [...]

Stimmt ja, das mit dem Auswurf, der kurz wie eine Art Triebwerk wirkt, hatte ich gar nicht mehr im Kopf gehabt, besten Dank für den Hinweis

Der Treffer durch einen losen Geröllhaufen hätte sicherlich sehr viel schwerwiegendere Folgen als der Einschlag durch einen kompakten Körper.

Wenn ein fester Körper in die Erdoberfläche einschlägt, dann wird seine Energie hauptsächlich in Schmelzwärme und Erdbeben umgewandelt. Wenn sich die kinetische Energie aber bereits in der Atmosphäre abbaut, dann entsteht ein Plasma, das so heiß ist, dass in großem Umfang der Sauerstoff mit dem Stickstoff reagiert. Bei einem typischen schrägen Einschlag regnet es außerdem Milliarden von glühendheißen Steinen auf der ganzen Erde.

Beispiel der Chicxulub-Asteroid vor 66 Mio. Jahren:

Die Dinosaurier sind nicht durch die direkte Einwirkung des ca. 10km-großen Asteroiden ausgestorben, sondern am Nahrungsmangel während des folgenden Impakt-Winters.

Die kinetische Energie des Asteroiden entsprach etwa 200 Mio. Atombomben von der Größe die auf Hiroshima abgeworfen wurde. Das wäre vergleichbar damit, dass man in einem Raster von 1,5km x 1,5km Atombomben in der Atmosphäre zünden würde. Die Erdoberfläche würde dadurch weitgehend sterilisiert werden und zwar durch die Hitze.

Ah...und Oh...vielen Dank für die Antwort. Das hatte ich bisher überhaupt nicht bedacht!

Der Treffer durch einen losen Geröllhaufen hätte sicherlich sehr viel schwerwiegendere Folgen als der Einschlag durch einen kompakten Körper.

Hast Du da irgendwelche Quellen zu?

Bei größeren Körpern ab 1KM kenne ich keine Untersuchungen, ob ein Rubble Pile oder ein kompakter Körper mehr oder weniger Schaden verursachen.
- Beim Ries-Ereignis geht man von einem kompakten Körper aus
- Beim Chicxulub-Impaktor ebenfalls

Andererseits soll selbst Phobos, der einen mittleren Durchmesser von über 20km (also das doppelte vom Chicxulub-Impaktor) hat, schon ein Rubble Pile sein.

Verhalten sich Rubble Piles dann bei der Kollision mit der Erde eh wie kompakte Körper?

Es geht darum, wo die kinetische Energie eines kilometergroßen Asteroiden abgebaut wird, und da sehe ich, dass ein "Schrotschuss", der aus Milliarden von dezimeter- bis metergroßen Steinen besteht, kaum die Erdoberfläche erreichen wird. Es wird in der Atmosphäre eine Plasmawolke, bzw. -schleppe entstehen, die deutlich schlimmere Auswirkungen auf die Ökologie der Erde hat, als wenn ein kompakter Körper seine Energie konzentriert in der Erdkruste umsetzt in Form von Aufschmelzungen und seismischen Erschütterungen.

Das ist auch das Problem, wenn man einen kompakten Körper vor dem Erreichen der Erde sprengen will. Wenn das weit draußen passiert, so dass ein großer Teil des Asteroiden an der Erde vorbeifliegt, kann das ein Vorteil sein. Wenn das kurz vor dem Erreichen der Atmosphäre passiert, dürfte das einen negativen Effekt haben.
Das Problem wird dadurch verschärft, dass der Einschlag i. A. nicht senkrecht, sondern schräg erfolgt.

Es geht darum, wo die kinetische Energie eines kilometergroßen Asteroiden abgebaut wird, und da sehe ich, dass ein "Schrotschuss", der aus Milliarden von dezimeter- bis metergroßen Steinen besteht, kaum die Erdoberfläche erreichen wird. Es wird in der Atmosphäre eine Plasmawolke, bzw. -schleppe entstehen, die deutlich schlimmere Auswirkungen auf die Ökologie der Erde hat, als wenn ein kompakter Körper seine Energie konzentriert in der Erdkruste umsetzt in Form von Aufschmelzungen und seismischen Erschütterungen.

Hast Du da irgendwelche Quellen zu?

Die Auswirkungen habe ich von hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Chicxulub-Krater#Das_Szenario_nach_aktuellem_Wissensstand

Es geht darum, wo die kinetische Energie eines kilometergroßen Asteroiden abgebaut wird, und da sehe ich, dass ein "Schrotschuss", der aus Milliarden von dezimeter- bis metergroßen Steinen besteht, kaum die Erdoberfläche erreichen wird. Es wird in der Atmosphäre eine Plasmawolke, bzw. -schleppe entstehen, die deutlich schlimmere Auswirkungen auf die Ökologie der Erde hat, als wenn ein kompakter Körper seine Energie konzentriert in der Erdkruste umsetzt in Form von Aufschmelzungen und seismischen Erschütterungen.

Rok, danke für die Erklärung! Echt krass, sowas hab ich noch nie woanders gelesen. In dem von dir verlinkten Wikipedia-Artikel wird da ja auch nicht drauf eingegangen.
Solche Überlegungen sind für mich jedenfalls recht neu, da bisher quasi immer entweder von kompakten Körpern ausgegangen wurde, die zum größten Teil in einem Stück den Boden treffen, oder von solchen, die wegen ihrer geringen Größe schon in der Athmosphäre platzen (Tscheljabinsk, Tunguska). Von einem "Schrotschuss" Szenario hab ich noch nie gehört, obwohl genau das eigentlich der Normalfall sein sollte?

Andererseits: Warum sollte ein Rubble Pile, der komplett in der Athmosphäre verdampft, schlimmerer Auswirkungen als ein kompakter Impaktor haben? Der Rubble Pile wird lokal für große Hitze und Druck von oben sorgen (siehe Tunguska), aber mit seinem Material kaum zu einer nachträglichen Verdunkelung führen (gab's bei Tunguska nicht).
Bei kleineren und größeren Ereignissen wie Nördlinger Ries und natürlich Chicxulub wurden dagegen ein zig-faches der Masse des Impaktors heraus bis in die Athmosphäre geschleudert (ein Krater ist immer etwas 10x so groß wie der Impaktor), d.h. von der Materialmenge, mit der man dann konfrontiert wird, sind die einschlagenden Körper wohl im Vorteil.

(sorry, dass es OT wird)

Ja, normalerweise stellt man sich einen Asteroiden als einen festen Körper vor, der einen entsprechenden Krater erzeugt, aber nach dem, was wir in den letzten Jahren gelernt haben, scheint es sich bei der Mehrheit der Near Earth Objekts (NEOs) um einen Geröllhaufen zu handeln. Dessen Eintritt in die Atmosphäre wird eher das Bild eines zerbrechenden Satelliten zeigen, der eine Trümmerspur hinter sich lässt, als das Bild, das man von einem Meteoritenfall im Kopf hat.

Vielleicht sollten die Geologen, die nach Ursachen plötzlicher klimatischer Änderungen in der Erdgeschichte forschen, auch an den Fall eines Asteroiden denken, der keine einfachen Spuren hinterläßt (Krater, iridiumhaltige Schicht). Denn selbst ein Asteroid von der Größe der von Raumsonden besuchten/getroffenen NEOs würde nach dem Wiki-Vergleich immerhin einem Äquivalent von tausenden oder millionen gleichzeitig gezündeter  Aombomben entsprechen und möglicherweise irgendwelche charakteristischen Auslöschungsspuren in der Flora oder Fauna zeigen.

Da war ja noch ein Aspekt:

Wenn sich die kinetische Energie aber bereits in der Atmosphäre abbaut, dann entsteht ein Plasma, das so heiß ist, dass in großem Umfang der Sauerstoff mit dem Stickstoff reagiert.

Also konkret, es käme zur Bildung von Stickoxiden (NOx)? In welchem Maße, global und auf längere Sicht gesehen? Hat das mal jemand berechnet/simuliert/abgeschätzt?

Wegen offtopic: Ich finde das sehr interessant. Wir haben doch bestimmt ein geeigneteres Forum hier, wohin man die Diskussion ggfs. verschieben könnte.

Das müsste vielleicht ein Chemiker beantworten, die eingebrachte Energie betrug etwa 5x10^23 Joule.
(Nur zur Veranschaulichung: Das entspricht einer Energie von ca. 10^12 t TNT, bzw. 100 beladenen Sprengstoff-LKW pro qkm verteilt auf der gesamten Landfläche. Da bleibt kein Auge trocken ;-). )

Mir kam es nur darauf an, dass bei einem kompakten Einschlag ein sehr großer Teil der Energie in der Erdkruste umgewandelt wird, in das Aufschmelzen von mehreren tausend Kubikkilometer Gestein und Erdbeben von der tausendfachen Stärke der größten bisher registrierten Magnitude. Bei dem Streueinschlag eines Geröllhaufens wird diese kinetische Energie weitgehend in der Atmosphäre abgebaut.

Die starke Abkühlung um ca. 26°C unmittelbar nach dem Einschlag läßt sich nicht nur mit der Verdunkelung durch Staub/Asche erklären, sondern beruht auch darauf, dass große Mengen von Schwefel in die Stratosphäre geblasen wurden, s. "Geoengineering", der allerdings nach wenigen Jahren wieder ausgewaschen wurde.

Aber das sind halt alles nur Gedankenspielereien, da es keine Erdbahnkreuzer in dieser Größenordnung gibt.

Einige der freigesetzten Gesteinsbrocken des Asteroiden Dimorphos könnten innerhalb der nächsten 20000 Jahre auf dem Mars einschlagen.
https://www.nationalgeographic.com/science/article/nasa-dart-planetary-defense-asteroid-boulders-mars

Nach dem Einschlag von DART wurden bisher 37 Teile mit einem Durchmesser bis zu 7m entdeckt, die langsam von dem Asteroiden wegdriften. Wissenschaftler haben ihren weiteren Flug im Sonnensystem simuliert und entdeckt, dass sie in 6000 Jahren und in 13000 Jahren die Umlaufbahn des Mars sehr nah kreuzen, sodass die realistische Chance auf einen Einschlag besteht. Je nach Dichte bzw. Festigkeit der Fragmente könnten sie auf der Marsoberfläche aufschlagen und einen Krater von ca. 300m Durchmesser erzeugen.

Der Erde kommen die Gesteinsbrocken max. 0.02 AU nah (~3 Mio. km), da besteht also keine Gefahr.


Original-Paper:
https://arxiv.org/abs/2402.08048

Am interessantesten finde ich hier die Information, daß beim Mars schon ein 7m Körper ausreicht, um einen 300m Krater zu erzeugen. Auf der Erde würden von dem nur ein paar harmlose Brösel den Boden erreichen.

Nach einer neueren Studie könnten doch kleine Meteoriten aus dem Einschlag die Erde erreichen.
https://www.esa.int/Space_Safety/Hera/Debris_from_DART_impact_could_reach_Earth

We identified ejecta orbits compatible with the delivery of meteor-producing particles to both Mars and Earth. Our results indicate the possibility of ejecta reaching the gravitational field of Mars in 13 years for launch velocities around 450 m/s, while faster ejecta launched at 770 m/s could reach its vicinity in just seven years. Particles moving above 1.5 km/s could reach the Earth-Moon system in a similar timescale.

„Wir haben Umlaufbahnen von freigesetzten Objekten identifiziert, die mit der Lieferung von Meteoriten erzeugenden Partikeln sowohl zum Mars als auch zur Erde kompatibel sind. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Objekte bei Startgeschwindigkeiten von etwa 450 m/s das Gravitationsfeld des Mars in 13 Jahren erreichen könnten, während schnellere Objekte mit 770 m/s seine Umgebung in nur sieben Jahren erreichen könnten. Partikel mit einer Geschwindigkeit von über 1,5 km/s könnten das Erde-Mond-System in einem ähnlichen Zeitrahmen erreichen.“

An der Erde würden aber nur Objekte mit einer maximalen Größe eines Softballs ankommen, die nahezu sicher in der Atmosphäre verglühen würden.

Mit Hilfe der kommenden Hera-Mission möchte man weitere Daten zur Zusammensetzung des Asteroiden und zum herausgeschleuderten Material erhalten, um die zukünftige Flugbahn der Objekte bestimmen zu können.