La missione DART (Double Asteroid Redirection Test) della NASA, conclusasi con l'impatto deliberato sulla luna asteroidale Dimorphos nel settembre 2022, ha prodotto effetti ben più ampi di quanto inizialmente documentato. Una nuova ricerca pubblicata sulla rivista Science Advances dimostra che quella collisione non ha alterato soltanto il moto di Dimorphos attorno al suo asteroide principale, ma ha modificato — per la prima volta nella storia dell'umanità — la traiettoria orbitale di un intero sistema di asteroidi attorno al Sole. Questo risultato, ottenuto grazie a misurazioni di precisione straordinaria, consolida le basi scientifiche della difesa planetaria cinetica come strategia concreta per proteggere la Terra da oggetti potenzialmente pericolosi.
Il sistema binario Didymos-Dimorphos è composto da due asteroidi gravitazionalmente legati: Didymos, il corpo principale con un diametro di circa 805 metri, e Dimorphos, la sua luna di circa 170 metri, che orbita attorno al partner maggiore con un periodo originario di 12 ore. Il legame gravitazionale tra i due corpi implica che qualsiasi perturbazione cinematica imposta a uno dei due si propaga inevitabilmente, in misura variabile, anche all'altro. È proprio su questo principio che si fonda il risultato ora pubblicato.
Il team guidato da Rahil Makadia dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign ha misurato che, a seguito dell'impatto, il periodo orbitale dell'intero sistema binario attorno al Sole è variato di circa 0,15 secondi. Tradotto in variazione di velocità, questo corrisponde a una modifica di appena 11,7 micrometri al secondo, ovvero 1,7 pollici all'ora. Per quanto possa sembrare trascurabile, Makadia sottolinea che "nel tempo, un cambiamento così piccolo nel moto di un asteroide può fare la differenza tra un oggetto pericoloso che colpisce o manca il nostro pianeta."
Un contributo fondamentale alla forza dell'impatto è venuto dal cosiddetto fattore di potenziamento della quantità di moto. Quando DART si è schiantato su Dimorphos, ha generato un'enorme nube di detriti rocciosi espulsi nello spazio con un effetto simile a quello di un propulsore a reazione: i frammenti, allontanandosi dall'asteroide, hanno trasferito quantità di moto aggiuntiva al corpo colpito, amplificando la spinta netta. I ricercatori hanno stimato che questo fattore valga circa 2, il che significa che i detriti espulsi hanno approssimativamente raddoppiato la forza impressa dal solo spacecraft. Studi precedenti avevano già documentato che la collisione aveva accorciato il periodo orbitale di Dimorphos attorno a Didymos di 33 minuti, passando da 12 ore a circa 11 ore e 27 minuti.
Thomas Statler, scienziato responsabile dei piccoli corpi del sistema solare presso il quartier generale della NASA a Washington, ha inquadrato il risultato nella prospettiva più ampia della difesa planetaria: "La misurazione straordinariamente precisa del team valida nuovamente l'impatto cinetico come tecnica per difendere la Terra dai rischi asteroidali e mostra come un sistema binario potrebbe essere deflesso colpendo un solo membro della coppia." Vale la pena precisare che Didymos non era, né è, su una traiettoria di collisione con la Terra: l'esperimento DART è stato concepito come test scientifico controllato, e in nessuno scenario avrebbe potuto rendere il sistema pericoloso per il nostro pianeta.
Per ottenere misurazioni di tale precisione sull'orbita di Didymos attorno al Sole, il team ha combinato dati radar e osservazioni da terra con una tecnica particolarmente elegante: le occultazioni stellari. Questo fenomeno si verifica quando un asteroide transita esattamente davanti a una stella distante, occultandone brevemente la luce. Analizzando la durata e le caratteristiche di questa eclissi momentanea, gli astronomi possono ricavare con notevole accuratezza la posizione, la velocità e persino la forma del corpo occultante. Tra l'ottobre 2022 e il marzo 2025 sono state registrate 22 occultazioni stellari grazie a una rete di astronomi volontari distribuiti in tutto il mondo.
Steve Chesley, co-autore senior dello studio e ricercatore presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA in California meridionale, ha evidenziato il ruolo imprescindibile di questa rete amatoriale: "Questo lavoro dipende fortemente dalle condizioni meteorologiche e richiede spesso spostamenti verso regioni remote senza garanzia di successo. Il risultato non sarebbe stato possibile senza la dedizione di decine di osservatori volontari." Le occultazioni stellari, integrate con anni di osservazioni pregresse da terra, sono state decisive per calcolare con precisione le variazioni orbitali indotte da DART.
L'analisi delle traiettorie ha fornito anche informazioni inedite sulla struttura interna dei due asteroidi. I dati indicano che Dimorphos è leggermente meno denso di quanto stimato in precedenza, un risultato coerente con l'ipotesi che si tratti di un cosiddetto asteroide a cumulo di macerie (rubble pile): un agglomerato di frammenti rocciosi tenuti insieme dalla sola forza di gravità, privo di una struttura solida monolitica. Questa morfologia sarebbe la conseguenza naturale di un processo di formazione in cui materiale espulso da Didymos, quando quest'ultimo ruotava più velocemente, si è progressivamente riaccumulato nello spazio formando Dimorphos.
Lo spacecraft DART è stato progettato, costruito e operato dal Johns Hopkins Applied Physics Laboratory di Laurel, nel Maryland, per conto dell'Ufficio di Coordinamento della Difesa Planetaria della NASA. Sul fronte del rilevamento precoce, l'agenzia sta sviluppando la missione NEO Surveyor (Near-Earth Object Surveyor), gestita dal Jet Propulsion Laboratory, che dispiegherà il primo telescopio spaziale specificamente concepito per la difesa planetaria. Lo strumento sarà dedicato alla ricerca di oggetti near-Earth difficili da individuare da terra, compresi gli asteroidi scuri e le comete che riflettono pochissima luce visibile.
I risultati di questa ricerca aprono interrogativi scientifici tutt'altro che esauriti. Quanto influisce la struttura interna di un asteroide sull'entità del fattore di potenziamento della quantità di moto? Come si comporterebbe un impattore cinetico su un corpo monolitico rispetto a un rubble pile? Le risposte potranno venire anche dalla missione Hera dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA), attualmente in rotta verso il sistema Didymos, che effettuerà osservazioni ravvicinate di entrambi gli asteroidi per caratterizzarne la composizione, la struttura e la morfologia del cratere prodotto dall'impatto di DART, fornendo dati cruciali per perfezionare i modelli di difesa planetaria.
