Nové údaje VLT odhaľujú viac o následkoch zrážky DART verzus asteroid – Ars Technica

Minulý september test Double Asteroid Redirect Test alebo DART úspešne odklonil kozmickú loď na malý binárny asteroid s názvom Dimorphos z obežnej dráhy okolo väčšieho spoločníka. Teraz sa dozvedáme viac o výsledku tejto kolízie vďaka dvom novým správam zhromaždené údaje Európskym južným observatóriom veľmi veľký ďalekohľad, Najprv, Vydaný v Časopis Astronomy & Astrophysics skúmal úlomky z kolízie, aby sa dozvedel viac o zložení asteroidu. po druhé, Vydaný v The Astrophysical Journal Letters opísal, ako dopad zmenil povrch asteroidu.

Ako sme už spomenuli, Dimorphos má priemer menej ako 200 metrov a nedá sa rozoznať zo Zeme. Namiesto toho binárny asteroid vyzerá ako jediný objekt odtiaľto, pričom väčšina svetla sa odráža od oveľa väčšieho Didymosu. Čo však môžeme vidieť je, že systém Didymos sporadicky zatemňuje. Väčšinu času sú dva asteroidy usporiadané tak, že Zem prijíma odrazené svetlo z oboch. Ale obežná dráha Dimorphosu sporadicky prechádza okolo Didymos z perspektívy Zeme, čo znamená, že dostávame iba odrazené svetlo z jedného z dvoch telies – to spôsobuje výpadok. Meraním časového obdobia tmy môžeme zistiť, ako dlho trvá Dimorphos obehnúť, a teda ako ďaleko sú od seba tieto dva asteroidy.

Pred DARTom trval obeh Dimorphosu 11 hodín 55 minút; Po náraze sa táto doba skráti na 11 hodín a 23 minút. V prípade matematiky je to o 32 minút menej (asi 4 percentá). NASA odhaduje, že obežná dráha je teraz „o desať metrov“ bližšie k Didymosu. Táto zmena obežnej dráhy bola potvrdená radarovým snímkovaním. Začiatkom tohto mesiaca Nature zverejnila päť výskumných prác, ktoré spoločne zrekonštruovali dopad a jeho následky, aby vysvetlili, aký veľký vplyv mala kolízia DART. Tieto výsledky ukázali, že impaktory, ako je DART, by mohli byť životaschopným prostriedkom na ochranu planéty pred malými asteroidmi.

Kamery najbližšie ku kolízii (pomenované Luke a Leia) boli na LICIACube, CubeSat, ktorý bol vynesený do vesmíru na DART a potom oddelený týždne pred dopadom. LICIACube mal dve palubné kamery. Vlani v októbri talianska vesmírna agentúra, ktorá riadi misiu LICIACube, zverejnila niekoľko skorých snímok, vrátane vzdialeného pohľadu na zrážku, detailného záberu nasnímaného krátko po nej a animácie zobrazujúcej náhly záblesk materiálu rozptýleného vo vesmíre po zrážke.

Jeden z teleskopov projektu ATLAS a observatória Las Cumbres zachytil snímky systému Didymos/Dimorphos pokojne unášaného okolo hviezd v pozadí z perspektívy Zeme (väčšina svetla sa odráža od oveľa väčšieho Didymosu). V momente zrážky sa objekt výrazne rozjasnil, čo spôsobilo, že trosky sa pomaly presúvali na jednu stranu asteroidu.

Prečo je štúdium trosiek dôležité? Asteroidy sú pozostatkom formovania našej slnečnej sústavy, takže môžu astronómom povedať niečo o ranej histórii nášho kúta vesmíru. Ale povrch blízkozemských asteroidov je poškodzovaný menšími meteoroidmi a slnečným vetrom, keď prechádzajú cez slnečnú sústavu. To spôsobuje eróziu alebo „vesmírne zvetrávanie“, takže pohľad na povrch asteroidu nám veľa nepovie o tom, ako vznikol. Očakávalo sa, že dopad DARTu vymrští staroveký materiál pod zvetranú kôru Dimorphosu, čo astronómom umožní lepšie nahliadnuť do minulosti asteroidu.

Na snímkach Hubbleovho vesmírneho teleskopu je úlomkový materiál viditeľný ako lúče, ktoré vychádzajú z jadra systému, a ich veľkosť a počet sa zväčšujú po ôsmich hodinách. Iná snímka z Hubbleovho teleskopu ukázala pokračujúci rast úlomkov, ktoré boli odtlačené dostatočne ďaleko od asteroidov, aby sa vymanili z vlastnej gravitácie a odvtedy boli od asteroidov (ktoré stále obiehajú okolo Slnka) vytlačené slnečným žiarením. Ukázalo prekvapivé rozštiepenie „chvosta“ tvoreného týmito úlomkami. Teleskop Webb tiež odfotografoval dopad a ukázal zreteľné oblaky materiálu vyvrhnutého z asteroidu.

Teraz zvažujú aj vedci vyzbrojení údajmi VLT. Autori článku Astronomy & Astrophysics sledujú, ako sa oblak trosiek vyvíjal v priebehu času Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), teleskop vybavený adaptívnym optickým systémom s podporou lasera na vytváranie umelých hviezd na nočnej oblohe. To pomáha pri korekcii atmosférických turbulencií na získanie ostrejších obrázkov.

Tím zistil, že pred dopadom bol oblak trosiek modrejší ako samotný asteroid, čo naznačuje, že pozostával z veľmi jemných častíc. Ale po zrážke sa to zhluklo, zatočilo do špirály a vytvorilo ten dlhý chvost. Špirála a chvost sú pravdepodobne zložené z väčších častíc, pretože sú teraz červenšie ako pôvodný oblak trosiek. Aj keď to bola dlhá cesta, tím dúfal, že MUSE tiež pomôže odhaliť chemický odtlačok kyslíka alebo vody pochádzajúci konkrétne z ľadu. Ale prišli prázdne.

„Nepredpokladá sa, že by asteroidy obsahovali významné množstvo ľadu, takže zistenie akýchkoľvek stôp vody by bolo skutočným prekvapením,“ Povedal spoluautor Cyril Opitome University of Edinburgh. Pokiaľ ide o nájdenie žiadnej stopy pohonnej látky, „vedeli sme, že to bola dlhá cesta, pretože množstvo plynu uvoľneného do nádrží z pohonného systému by nebolo príliš veľké. Niektoré z nich by tiež zašli veľmi ďaleko.“ keď sme začali pozorovať, identifikujte to s MUSE.“

Autori článku Astrophysical Journal Letters sa zamerali na štúdium toho, ako dopad DART zmenil povrch asteroidu, pomocou spektrografického prístroja (FORS2) navrhnutého na meranie úrovní polarizácie rozptýleného slnečného svetla – tj keď svetelné vlny oscilujú v preferovanom smere a nie náhodne. .

„Keď pozorujeme objekty v našej slnečnej sústave, pozeráme sa na slnečné svetlo, ktoré je rozptýlené ich povrchom alebo ich atmosférou, ktorá sa čiastočne polarizuje,“ Povedal spoluautor Stefano Bagnuolo, astronóm na Armagh Observatory and Planetarium vo Veľkej Británii. „Sledovanie toho, ako sa mení polarizácia s orientáciou asteroidu voči nám a Slnku, odhaľuje zloženie a štruktúru jeho povrchu.,,

Bagnulo a ďalšie, zistili, že úroveň polarizácie po dopade prudko klesla, zatiaľ čo celkový jas sa zvýšil. Autori naznačujú, že to môže byť dôkaz, že náraz vyhodil z vnútra asteroidu starší materiál, pretože tento materiál by nebol vystavený slnečnému vetru a žiareniu. Alternatívne môže náraz rozbiť väčšie povrchové častice a rozprášiť menšie úlomky do oblaku trosiek, pretože menšie úlomky budú odrážať svetlo efektívnejšie, ale nebudú ho tak polarizovať.

DOI: Astronómia a astrofyzika, 2023. 10.1051/0004-6361/202345960 (o DOI).

DOI: Astrophysical Journal Letters, 2023. 10.3847/2041-8213/acb261 (o DOI).