Evidence for multi-fragmentation and mass shedding of boulders on rubble-pile binary asteroid system (65803) Didymos

Pajola, M. und Tusberti, F. und Lucchetti, A. und Barnouin, O. und Cambioni, S. und Ernst, C. M. und Dotto, E. und Daly, R. T. und Poggiali, G. und Hirabayashi, M. und Nakano, R. und Mazzotta Epifani, E. und Chabot, N. L. und Della Corte, V. und Rivkin, A. und Agrusa, H. und Zhang, Y. und Penasa, L. und Ballouz, R.-L. und Ivanovski, S. und Murdoch, N. und Rossi, A. und Robin, C. und Ieva, S. und Vincent, Jean-Baptiste und Ferrari, F. und Raducan, S. D. und Campo-Bagatin, A. und Parro, L. und Benavidez, P. und Tancredi, G. und Karatekin, O. und Trigo-Rodriguez, J. M. und Sunshine, J. und Farnham, T. und Asphaug, E. und Deshapriya, J. D. P. und Hasselmann, P. H. A. und Beccarelli, J. und Schwartz, S. R. und Abell, P. und Michel, Patrick und Cheng, A. und Brucato, J. R. und Zinzi, A. und Amoroso, M. und Pirrotta, S. und Impresario, G. und Bertini, I. und Capannolo, A. und Caporali, S. und Ceresoli, M. und Cremonese, G. und Dall’Ora, M. und Gai, I. und Gomez Casajus, L. und Gramigna, E. und Manghi, R. Lasagni und Lavagna, M. und Lombardo, M. und Modenini, D. und Palumbo, P. und Perna, D. und Tortora, P. und Zannoni, M. und Zanotti, G. (2024) Evidence for multi-fragmentation and mass shedding of boulders on rubble-pile binary asteroid system (65803) Didymos. Nature Communications, 15, Seite 6205. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41467-024-50148-9. ISSN 2041-1723.

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Offizielle URL: https://www.nature.com/articles/s41467-024-50148-9

Kurzfassung

Asteroids smaller than 10 km are thought to be rubble piles formed from the reaccumulation of fragments produced in the catastrophic disruption of parent bodies. Ground-based observations reveal that some of these asteroids are today binary systems, in which a smaller secondary orbits a larger primary asteroid. However, how these asteroids became binary systems remains unclear. Here, we report the analysis of boulders on the surface of the stony asteroid (65803) Didymos and its moonlet, Dimorphos, from data collected by the NASA DART mission. The size-frequency distribution of boulders larger than 5 m on Dimorphos and larger than 22.8 m on Didymos confirms that both asteroids are piles of fragments produced in the catastrophic disruption of their progenitors. Dimorphos boulders smaller than 5 m have size best-fit by a Weibull distribution, which we attribute to a multi-phase fragmentation process either occurring during coalescence or during surface evolution. The density per km2 of Dimorphos boulders ≥1 m is 2.3x with respect to the one obtained for (101955) Bennu, while it is 3.0x with respect to (162173) Ryugu. Such values increase once Dimorphos boulders ≥5 m are compared with Bennu (3.5x), Ryugu (3.9x) and (25143) Itokawa (5.1x). This is of interest in the context of asteroid studies because it means that contrarily to the single bodies visited so far, binary systems might be affected by subsequential fragmentation processes that largely increase their block density per km2. Direct comparison between the surface distribution and shapes of the boulders on Didymos and Dimorphos suggest that the latter inherited its material from the former. This finding supports the hypothesis that some asteroid binary systems form through the spin up and mass shedding of a fraction of the primary asteroid.

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Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

Evidence for multi-fragmentation and mass shedding of boulders on rubble-pile binary asteroid system (65803) Didymos

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
Pajola, M.	INAF-Astronomical Observatory of Padova, Padova, Italy	https://orcid.org/0000-0002-3144-1277	NICHT SPEZIFIZIERT
Tusberti, F.	INAF-Astronomical Observatory of Padova, Padova, Italy	https://orcid.org/0000-0002-9290-1679	NICHT SPEZIFIZIERT
Lucchetti, A.	INAF-Astronomical Observatory of Padova, Padova, Italy	https://orcid.org/0000-0001-7413-3058	NICHT SPEZIFIZIERT
Barnouin, O.	Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD, USA	https://orcid.org/0000-0002-3578-7750	NICHT SPEZIFIZIERT
Cambioni, S.	Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachussets Institute of Technology, Cambridge, MA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ernst, C. M.	Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD, USA	https://orcid.org/0000-0002-9434-7886	NICHT SPEZIFIZIERT
Dotto, E.	INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Roma, Italy	https://orcid.org/0000-0002-9335-1656	NICHT SPEZIFIZIERT
Daly, R. T.	Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD, USA	https://orcid.org/0000-0002-1320-2985	NICHT SPEZIFIZIERT
Poggiali, G.	INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hirabayashi, M.	Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA, USA	https://orcid.org/0000-0002-1821-5689	NICHT SPEZIFIZIERT
Nakano, R.	Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Mazzotta Epifani, E.	INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Roma, Italy	https://orcid.org/0000-0003-1412-0946	NICHT SPEZIFIZIERT
Chabot, N. L.	Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD, USA	https://orcid.org/0000-0001-8628-3176	NICHT SPEZIFIZIERT
Della Corte, V.	INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Rivkin, A.	Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD, USA	https://orcid.org/0000-0002-9939-9976	NICHT SPEZIFIZIERT
Agrusa, H.	Department of Astronomy, University of Maryland, College Park, MD, USA	https://orcid.org/0000-0002-3544-298X	NICHT SPEZIFIZIERT
Zhang, Y.	Climate & Space Sciences and Engineering, University of Michigan, Hayward, MI, USA	https://orcid.org/0000-0003-4045-9046	NICHT SPEZIFIZIERT
Penasa, L.	INAF-Astronomical Observatory of Padova, Padova, Italy	https://orcid.org/0000-0002-6394-3108	NICHT SPEZIFIZIERT
Ballouz, R.-L.	Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD, USA	https://orcid.org/0000-0002-1772-1934	NICHT SPEZIFIZIERT
Ivanovski, S.	INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Trieste, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Murdoch, N.	Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace (ISAE-SUPAERO), Université de, Toulouse, France	https://orcid.org/0000-0002-9701-4075	NICHT SPEZIFIZIERT
Rossi, A.	IFAC-CNR, Sesto Fiorentino, Firenze, Italy	https://orcid.org/0000-0001-9311-2869	NICHT SPEZIFIZIERT
Robin, C.	Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace (ISAE-SUPAERO), Université de, Toulouse, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ieva, S.	INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Roma, Italy	https://orcid.org/0000-0001-8694-9038	NICHT SPEZIFIZIERT
Vincent, Jean-Baptiste	Jean-Baptiste.Vincent (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0001-6575-3079	175243466
Ferrari, F.	Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali, Politecnico di Milano—Bovisa Campus, Milano, Italy	https://orcid.org/0000-0001-7537-4996	NICHT SPEZIFIZIERT
Raducan, S. D.	Space Research and Planetary Sciences, Physikalisches Institut, University of Bern, Bern, Switzerland	https://orcid.org/0000-0002-7478-0148	NICHT SPEZIFIZIERT
Campo-Bagatin, A.	Universidad de Alicante, de Alicante, Spain	https://orcid.org/0000-0001-9840-2216	NICHT SPEZIFIZIERT
Parro, L.	Universidad de Alicante, de Alicante, Spain	https://orcid.org/0000-0001-6696-461X	NICHT SPEZIFIZIERT
Benavidez, P.	Universidad de Alicante, de Alicante, Spain	https://orcid.org/0000-0001-6569-0223	NICHT SPEZIFIZIERT
Tancredi, G.	Dpto. Astronomia, Facultad Ciencias Igua, Montevideo, Uruguay	https://orcid.org/0000-0002-4943-8623	NICHT SPEZIFIZIERT
Karatekin, O.	Royal Observatory Belgium (ROB), Av Circulaire 3 – Ringlaan 3, BE 1180 Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Trigo-Rodriguez, J. M.	Institute of Space Sciences (ICE, CSIC) and Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), Barcelona, Spain	https://orcid.org/0000-0001-8417-702X	NICHT SPEZIFIZIERT
Sunshine, J.	Department of Astronomy, University of Maryland, College Park, MD, USA	https://orcid.org/0000-0002-9413-8785	NICHT SPEZIFIZIERT
Farnham, T.	Department of Astronomy, University of Maryland, College Park, MD, USA	https://orcid.org/0000-0002-4767-9861	NICHT SPEZIFIZIERT
Asphaug, E.	Planetary Science Institute; University of Arizona, Tucson, AZ, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Deshapriya, J. D. P.	INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Roma, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hasselmann, P. H. A.	INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Roma, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Beccarelli, J.	INAF-Astronomical Observatory of Padova, Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Schwartz, S. R.	Planetary Science Institute; University of Arizona, Tucson, AZ, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Abell, P.	NASA Johnson Space Center, Houston, TX, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Michel, Patrick	Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Nice, CS 3422906304, France ; The University of Tokyo, Department of Systems Innovation, School of Engineering, Tokyo, Japan	https://orcid.org/0000-0002-0884-1993	NICHT SPEZIFIZIERT
Cheng, A.	Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, MD, USA	https://orcid.org/0000-0001-5375-4250	NICHT SPEZIFIZIERT
Brucato, J. R.	INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italy	https://orcid.org/0000-0002-4738-5521	NICHT SPEZIFIZIERT
Zinzi, A.	Agenzia Spaziale Italiana, Roma, Italy	https://orcid.org/0000-0001-5263-5348	NICHT SPEZIFIZIERT
Amoroso, M.	Agenzia Spaziale Italiana, Roma, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Pirrotta, S.	Agenzia Spaziale Italiana, Roma, Italy	https://orcid.org/0000-0003-0377-8937	NICHT SPEZIFIZIERT
Impresario, G.	Agenzia Spaziale Italiana, Roma, Italy	https://orcid.org/0000-0001-8984-4231	NICHT SPEZIFIZIERT
Bertini, I.	Dipartimento di Scienze & Tecnologie, Università degli Studi di Napoli “Parthenope”, Napoli, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Capannolo, A.	Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace (ISAE-SUPAERO), Université de, Toulouse, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Caporali, S.	INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ceresoli, M.	Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali, Politecnico di Milano—Bovisa Campus, Milano, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Cremonese, G.	INAF-Astronomical Observatory of Padova, Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Dall’Ora, M.	INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gai, I.	Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum—Università di Bologna, Forlì, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gomez Casajus, L.	Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum—Università di Bologna, Forlì, Italy	https://orcid.org/0000-0002-7972-4006	NICHT SPEZIFIZIERT
Gramigna, E.	Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum—Università di Bologna, Forlì, Italy	https://orcid.org/0000-0001-8776-7922	NICHT SPEZIFIZIERT
Manghi, R. Lasagni	Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum—Università di Bologna, Forlì, Italy	https://orcid.org/0000-0002-5733-2554	NICHT SPEZIFIZIERT
Lavagna, M.	Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali, Politecnico di Milano—Bovisa Campus, Milano, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lombardo, M.	Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum—Università di Bologna, Forlì, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Modenini, D.	Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum—Università di Bologna, Forlì, Italy	https://orcid.org/0000-0002-1517-3938	NICHT SPEZIFIZIERT
Palumbo, P.	INAF-Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Roma, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Perna, D.	INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Roma, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Tortora, P.	Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum—Università di Bologna, Forlì, Italy	https://orcid.org/0000-0001-9259-7673	NICHT SPEZIFIZIERT
Zannoni, M.	Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum—Università di Bologna, Forlì, Italy	https://orcid.org/0000-0002-4151-9656	NICHT SPEZIFIZIERT
Zanotti, G.	Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali, Politecnico di Milano—Bovisa Campus, Milano, Italy	https://orcid.org/0000-0002-3157-7588	NICHT SPEZIFIZIERT

Datum:

2024

Erschienen in:

Nature Communications

Referierte Publikation:

Open Access:

Gold Open Access:

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

Band:

DOI:

10.1038/s41467-024-50148-9

Seitenbereich:

Seite 6205

Verlag:

Nature Publishing Group

ISSN:

2041-1723

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

asteroids, Didymos, Dimorphos, DART

HGF - Forschungsbereich:

Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr

HGF - Programm:

Raumfahrt

HGF - Programmthema:

Erforschung des Weltraums

DLR - Schwerpunkt:

Raumfahrt

DLR - Forschungsgebiet:

R EW - Erforschung des Weltraums

DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):

R - Exploration des Sonnensystems

Standort:

Berlin-Adlershof

Institute & Einrichtungen:

Institut für Planetenforschung > Planetengeodäsie

Hinterlegt von:

Vincent, Jean-Baptiste

Hinterlegt am:

08 Jan 2025 10:33

Letzte Änderung:

08 Jan 2025 10:34

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