Professor Arakawa Masahiko (Graduate School of Science, Universiteit van Kobe, Japan) en leden van de Hayabusa2-missie ontdekten meer dan 200 rotsblokken variërend van 30 cm tot 6 m groot, die ofwel nieuw verscheen of bewoog als gevolg van de kunstmatige inslagkrater die op 5 april door het Japanse ruimtevaartuig Hayabusa2's Small Carry-on Impactor (SCI) werd gecreëerd, 2019. Sommige rotsblokken werden zelfs in gebieden tot 40 meter van het kratercentrum verstoord. De onderzoekers ontdekten ook dat het seismische schudgebied, waarin de oppervlaktekeien werden geschud en een orde van centimeters verplaatst door de impact, strekte zich ongeveer 30 meter uit vanaf het centrum van de krater. Hayabusa2 heeft een oppervlaktemonster gevonden op het noordpunt van de SCI-krater (TD2), en de dikte van ejecta-afzettingen op deze locatie werd geschat op 1,0 mm tot 1,8 cm met behulp van een Digital Elevation Map (DEM).

Deze bevindingen over de resurfacing-processen van een echte asteroïde kunnen worden gebruikt als een maatstaf voor numerieke simulaties van inslagen van kleine lichamen, naast kunstmatige effecten in toekomstige planetaire missies zoals NASA's Double Asteroid Redirection Test (DART). De resultaten zullen worden gepresenteerd op de 52e bijeenkomst van de AAS Division of Planetary Science op 30 oktober in de sessie getiteld Asteroids:Bennu and Ryugu 2.

Het doel van het inslaan van Ryugu met een ~13 cm SCI-projectiel was om een ​​monster van het ondergrondse materiaal te herstellen. In aanvulling, dit bood een goede gelegenheid om de oppervlaktevernieuwingsprocessen (resurfacing) te bestuderen die het gevolg zijn van een inslag op een asteroïde met een oppervlaktezwaartekracht van 10 ^-5 van de zwaartekracht van de aarde. De SCI slaagde erin een inslagkrater te vormen, die werd gedefinieerd als een SCI-krater met een diameter van 14,5 m (Arakawa et al., 2020), en het oppervlaktemonster werd gewonnen bij TD2 (10,04°N, 300.60°E). Er werd ontdekt dat het concentrische gebied van het kratercentrum, die een straal heeft die vier keer groter is dan de straal van de krater, werd ook verstoord door de SCI-impact, beweging van de rots veroorzaken.

De onderzoekers vergeleken vervolgens oppervlaktebeelden voor en na de kunstmatige impact om de resurfacing-processen te bestuderen die gepaard gaan met kratervorming, zoals seismisch schudden en ejecta-afzetting. Om dit te doen, ze construeerden SCI-kraterrandprofielen met behulp van een Digital Elevation Map (DEM), bestaande uit de pre-impact DEM afgetrokken van de post-impact DEM. Het gemiddelde velgprofiel werd benaderd door de empirische vergelijking van h=h _R exp[-( r/R _rand -1)/λ _rand ] en de gemonteerde parameters van H _R en ik _rand waren 0.475m en 0.245m, respectievelijk. Op basis van dit profiel de dikte van de ejecta-deken van de SCI-krater werd berekend en bleek dunner te zijn dan die van het conventionele resultaat voor natuurlijke kraters, evenals die berekend op basis van de kratervormingstheorie. Echter, deze discrepantie werd opgelost door rekening te houden met het effect van de rotsblokken die op de afbeeldingen na de impact verschenen, omdat de kraterrandprofielen afgeleid van de DEM's deze nieuwe rotsblokken mogelijk niet zouden detecteren. Volgens dit kraterrandprofiel, de dikte van de ejecta-afzettingen bij TD2 werd geschat op 1,0 mm tot 1,8 cm.

De 48 rotsblokken in het post-impactbeeld konden worden herleid tot hun oorspronkelijke posities in het pre-impactbeeld, en het bleek dat de keien ter grootte van 1 m enkele meters buiten de krater werden uitgeworpen. Ze werden ingedeeld in de volgende vier groepen op basis van hun bewegingsmechanismen:1. graafstroom, 2. geduwd door vallende ejecta, 3. oppervlaktevervorming gesleept door de lichte beweging van de Okamoto-kei, en 4. seismisch schudden veroorzaakt door de SCI-impact zelf. In alle groepen, de bewegingsvectoren van deze rotsblokken leken uit te stralen vanuit het centrum van de krater.

De 169 nieuwe keien, variërend van 30 cm tot 3 m groot, werden alleen gevonden in de post-impact-afbeeldingen, en ze werden verspreid tot ~ 40 meter van het kratercentrum. Het histogram van het aantal nieuwe rotsblokken werd bestudeerd in elke radiale breedte van 1 m op een afstand van 9-45 m van het centrum van de krater, met het maximale aantal keien op een afstand van 17 meter. verder dan 17m, het aantal rotsblokken nam af in overeenstemming met de toename van de afstand tot het kratercentrum.

Om dit verder te onderzoeken, een evaluatie van de correlatiecoëfficiënt tussen de pre- en post-impactbeelden werd uitgevoerd. Er werd ontdekt dat het gebied met lage kruiscorrelatiecoëfficiënt buiten de SCI-krater een asymmetrische structuur heeft, wat erg lijkt op het gebied rond het inslagpunt waar ejecta werden afgezet (Arakawa et al., 2020). Gebaseerd op een template matching methode met behulp van de correlatiecoëfficiënt evaluatie, de kei-verplaatsingen met kruiscorrelatiecoëfficiënten boven 0,8 werden afgeleid met een resolutie van ~ 1 cm. Dit gaf aan dat deze verplaatsingen veroorzaakt zouden kunnen worden door het seismische schudden. Keien werden meer dan 3 cm verplaatst in het gebied dicht bij de SCI-krater. Deze storing strekt zich uit over een gebied tot 15 meter van de inslag, met de bewegingsvectoren die uitstralen vanuit het centrum van de krater. Verstoorde gebieden die 10 cm verplaatst zijn, bestaan ​​nog steeds in de regio's verder dan 15 m van het centrum, ze verschenen echter als lappen van enkele meters groot en werden willekeurig verdeeld. Verder, de richting van deze bewegingsvectoren in de verre gebieden was bijna willekeurig en er was geen duidelijk bewijs dat de radiale richting vanuit het centrum van de krater aangaf.

Verplaatsingen groter dan 3 cm werden gedetecteerd binnen een afstand van 15 m met een waarschijnlijkheid van meer dan 50%, en tussen 15 m en 30 m met een waarschijnlijkheid van ongeveer 10%. Daarom, Arakawa et al. voorstellen, volgens Matsue et al. (2020)'s experimentele resultaten, dat het seismische schudden ervoor zorgde dat de meeste rotsblokken in het gebied met een maximale versnelling 7 keer groter waren dan de zwaartekracht van Ryugu (g _ryugu ). Verder, ze ontdekten ook dat de impact keien bewoog met een maximale versnelling van tussen 7g _ryugu en 1g _ryugu in ongeveer 10% van het gebied. Het is te hopen dat deze resultaten toekomstige numerieke simulaties van botsingen met kleine lichamen zullen informeren, evenals planetaire missies met kunstmatige effecten.