Los nuevos datos del VLT revelan más sobre los efectos de una colisión de DART contra un asteroide – Ars Technica

En septiembre pasado, la Prueba de redirección de doble asteroide, o DART, estrelló una nave espacial contra un pequeño asteroide binario llamado Dimorphos, cambiando con éxito su órbita alrededor de un compañero más grande. Ahora estamos aprendiendo más sobre las ramificaciones de esa colisión, gracias a dos nuevos artículos. Datos recolectados por el Observatorio Europeo Austral Un telescopio muy grande. la primera, Publicado en La revista Astronomy & Astrophysics examinó los escombros de la colisión para aprender más sobre la formación del asteroide. el segundo, Publicado en Astrophysical Journal Letters informó cómo el impacto cambió la superficie del asteroide.

Como se mencionó anteriormente, Dimorphos tiene menos de 200 metros de diámetro y no se puede resolver desde la Tierra. En cambio, el asteroide binario parece un solo objeto desde aquí, con la mayor parte de la luz reflejada en el mucho más grande Didymos. Sin embargo, lo que podemos ver es que el sistema de Didymus se oscurece de forma intermitente. La mayor parte del tiempo, los dos asteroides están dispuestos de manera que la Tierra recibe la luz reflejada por ambos. Pero la órbita de Dimorphos lo lleva esporádicamente detrás de Didymus desde la perspectiva de la Tierra, lo que significa que solo recibimos la luz reflejada de uno de los dos objetos, y eso provoca la atenuación. Al medir los períodos de oscuridad, podemos ver cuánto tarda Dimorphos en orbitar y, por lo tanto, qué tan separados están los dos asteroides.

Antes de DART, la órbita de Dimorphos tomaba 11 horas y 55 minutos; Después del impacto, tarda 11 horas y 23 minutos. Para aquellos que odian las matemáticas, esto es 32 minutos (alrededor del 4 por ciento) más corto. La NASA estima que la órbita está ahora «decenas de metros» más cerca de Didymos. Este cambio orbital fue confirmado por imágenes de radar. A principios de este mes, la revista Nature publicó cinco artículos que reconstruyeron colectivamente el efecto y sus consecuencias para explicar cómo la colisión DART tuvo un efecto tan grande. Estos resultados indicaron que los colisionadores como DART podrían ser una forma efectiva de proteger el planeta de pequeños asteroides.

Las cámaras más cercanas (llamadas Luke y Leia) a la colisión estaban a bordo del LICIACube, un cubo que voló al espacio a bordo de DART y luego se separó unas semanas antes de la colisión. LICIACube tenía dos cámaras a bordo. En octubre pasado, la Agencia Espacial Italiana, que gestionó la misión LICIACube, publicó varias imágenes preliminares, incluida una vista lejana de la colisión, primeros planos poco después e imágenes animadas que muestran el brillo repentino después de la colisión que envió material salpicando al espacio.

El proyecto Atlas y uno de los telescopios del Observatorio Las Cumbres capturaron imágenes del sistema Didymus/Dimorphos mientras se movía silenciosamente pasando las estrellas de fondo desde la perspectiva de la Tierra (con la mayor parte de la luz reflejándose en el mucho más grande Didymos). En el momento del impacto, el objeto brilló notablemente y los escombros se movieron gradualmente hacia un lado del asteroide.

¿Por qué es importante estudiar los escombros? Los asteroides son reliquias de cuando se creó nuestro sistema solar, por lo que pueden decirles a los astrónomos algo sobre la historia temprana de nuestro rincón del universo. Pero las superficies de los asteroides cercanos a la Tierra son golpeadas por pequeños meteoritos y el viento solar a medida que se mueven a través del sistema solar. Esto causa erosión, o «meteorización espacial», por lo que mirar la superficie de un asteroide no necesariamente nos dice cómo se formó. Se esperaba que el impacto de DART expulsara material prístino debajo de la corteza cambiante de Dimorphos, dando a los astrónomos una mejor visión del pasado del asteroide.

En las imágenes del Telescopio Espacial Hubble, el material de escombros apareció como rayos que se extendían desde el núcleo del sistema, aumentando en tamaño y número en el transcurso de las ocho horas posteriores. Otra imagen del Hubble mostró la evolución continua de los escombros que habían sido empujados lo suficientemente lejos de los asteroides para estar libres de su gravedad y desde entonces fueron empujados lejos de los asteroides (que todavía se mueven alrededor del sol) por la luz solar. Esto mostró una sorprendente división en la «cola» formada por este naufragio. El telescopio Webb también tomó imágenes de la colisión, mostrando distintas columnas de material arrojadas por el asteroide.

Ahora, los científicos armados con datos del VLT también intervienen. Los autores del artículo de Astronomía y Astrofísica rastrearon cómo evolucionó la nube de escombros con el tiempo con Explorador espectral de unidades múltiples (MUSE), un telescopio equipado con un sistema óptico adaptativo asistido por láser para crear estrellas artificiales en el cielo nocturno. Esto ayuda a corregir la turbulencia atmosférica para obtener imágenes más nítidas.

El equipo descubrió que antes del impacto, la nube de escombros era más azul que el asteroide, lo que indica que estaba formada por partículas muy finas. Pero después de la colisión se formaron grumos, espirales y una larga cola. Es probable que las espirales y la cola estén formadas por partículas más grandes porque ahora son mucho más rojas que la nube de escombros inicial. Aunque era una posibilidad remota, el equipo esperaba que MUSE también los ayudara a detectar firmas químicas de oxígeno o agua provenientes del hielo en particular. Pero llegaron vacíos.

“No se espera que los asteroides contengan grandes cantidades de hielo, por lo que descubrir cualquier rastro de agua sería una verdadera sorpresa”. dijo la coautora Cyrielle Opitom de la Universidad de Edimburgo. En cuanto a no encontrar rastros de combustible, «sabíamos que eran de gran alcance, ya que la cantidad de gas que quedaría en los tanques del sistema de propulsión no sería enorme. Además, parte de él podría haber viajado demasiado lejos para ser detectado con MUSE en el momento en que comenzamos a mirar».

Los autores del artículo de Astrophysical Journal Letters se centraron en estudiar cómo el efecto DART cambia la superficie del asteroide, utilizando un instrumento espectrofotómetro (FORS2) diseñado para medir el nivel de polarización de la luz solar dispersa, es decir, cuando las ondas de luz oscilan a lo largo de una dirección preferida en lugar de que al azar.

«Cuando observamos objetos en nuestro sistema solar, estamos viendo la luz del sol dispersada por su superficie o por su atmósfera, que se polariza parcialmente». dijo el coautor Stefano Bagnolo, astrónomo del Observatorio y Planetario de Armagh en el Reino Unido. El seguimiento de cómo cambia la polarización con la orientación del asteroide en relación con nosotros y el sol revela su estructura y composición superficial.«

Bagnolo y otros. descubrió que los niveles de polarización cayeron abruptamente después del impacto, mientras que el brillo general aumentó. Los autores sugieren que esto puede ser evidencia de que el impacto provocó que se liberara más material puro del interior del asteroide porque este material no habría estado expuesto al viento solar y la radiación. Alternativamente, el impacto puede haber aplastado grandes partículas superficiales y rociado fragmentos más pequeños en la nube de escombros porque los fragmentos más pequeños reflejarían la luz de manera más eficiente pero no polarizarían tanto la luz.

DOI: Astronomía y Astrofísica, 2023. 10.1051 / 0004-6361 / 202345960 (sobre los DOI).

DOI: Cartas de revistas astrofísicas, 2023. 10.3847/2041-8213/acb261 (sobre los DOI).