Nuovi dati VLT rivelano di più sugli effetti di una collisione tra DART e asteroidi – Ars Technica

Lo scorso settembre, il Double Asteroid Redirection Test, o DART, ha fatto schiantare un veicolo spaziale contro un piccolo asteroide binario chiamato Dimorphos, spostando con successo la sua orbita attorno a un compagno più grande. Ora stiamo imparando di più sulle conseguenze di quella collisione, grazie a due nuovi documenti Dati raccolti dall’Osservatorio europeo australe Un telescopio molto grande. il primo, pubblicato in La rivista Astronomy & Astrophysics ha esaminato i detriti dell’impatto per saperne di più sulla formazione dell’asteroide. il secondo, pubblicato in Astrophysical Journal Letters ha riportato come l’impatto abbia cambiato la superficie dell’asteroide.

Come accennato in precedenza, Dimorphos ha un diametro inferiore a 200 metri e non può essere risolto dalla Terra. Invece, l’asteroide binario sembra un singolo oggetto da qui, con la maggior parte della luce riflessa dal molto più grande Didymos. Quello che possiamo vedere, tuttavia, è che il sistema di Didymus si oscura a intermittenza. La maggior parte delle volte, i due asteroidi sono disposti in modo che la Terra riceva la luce riflessa da entrambi. Ma l’orbita di Dimorphos lo porta sporadicamente dietro Didymus dalla prospettiva della Terra, il che significa che riceviamo solo luce riflessa da uno dei due oggetti – e questo causa l’oscuramento. Misurando i periodi di oscurità, possiamo vedere quanto tempo impiega Dimorphos a orbitare e quindi quanto sono distanti i due asteroidi.

Prima di DART, l’orbita di Dimorphos impiegava 11 ore e 55 minuti; Dopo l’impatto, ci vogliono 11 ore e 23 minuti. Per coloro che odiano la matematica, questo è di 32 minuti (circa il 4 percento) in meno. La NASA stima che l’orbita sia ora “decine di metri” più vicina a Didymos. Questo spostamento orbitale è stato confermato dalle immagini radar. All’inizio di questo mese, la rivista Nature ha pubblicato cinque articoli che hanno ricostruito collettivamente l’effetto e le sue conseguenze per spiegare come la collisione del DART abbia avuto un impatto così grande. Questi risultati hanno indicato che collisori come DART potrebbero essere un modo efficace per proteggere il pianeta da piccoli asteroidi.

Le telecamere più vicine (chiamate Luke e Leia) alla collisione erano a bordo del LICIACube, un cubo che è volato nello spazio a bordo di DART e poi si è staccato poche settimane prima della collisione. LICIACube aveva due telecamere a bordo. Lo scorso ottobre, l’Agenzia Spaziale Italiana, che ha gestito la missione LICIACube, ha rilasciato diverse prime immagini, tra cui una vista in lontananza della collisione, primi piani poco dopo e immagini animate che mostrano l’improvvisa luminosità dopo la collisione che ha fatto schizzare materiale nello spazio.

Il progetto Atlas e uno dei telescopi dell’Osservatorio di Las Cumbres hanno catturato immagini del sistema Didymus/Dimorphos mentre si muoveva silenziosamente oltre le stelle sullo sfondo dalla prospettiva della Terra (con la maggior parte della luce che si rifletteva sul molto più grande Didymos). Al momento dell’impatto, l’oggetto si è notevolmente illuminato, con i detriti che si sono spostati gradualmente su un lato dell’asteroide.

Perché è importante studiare i detriti? Gli asteroidi sono reliquie di quando è stato creato il nostro sistema solare, quindi possono dire agli astronomi qualcosa sulla storia antica del nostro angolo dell’universo. Ma le superfici degli asteroidi vicini alla Terra vengono urtate da piccoli meteoriti e dal vento solare mentre si muovono attraverso il sistema solare. Ciò causa l’erosione, o “erosione spaziale”, quindi guardare la superficie di un asteroide non ci dice necessariamente come si è formato. Ci si aspettava che l’impatto di DART espellesse materiale incontaminato sotto la crosta mutevole di Dimorphos, dando agli astronomi una visione migliore del passato dell’asteroide.

Nelle immagini del telescopio spaziale Hubble, il materiale di detriti appariva come raggi che si estendevano dal nucleo del sistema, aumentando di dimensioni e numero nel corso delle otto ore successive. Un’altra immagine di Hubble ha mostrato la continua evoluzione dei detriti che erano stati spinti abbastanza lontano dagli asteroidi da essere liberi dalla loro gravità e da allora sono stati allontanati dagli asteroidi (che si stanno ancora muovendo intorno al sole) dalla luce solare. Ciò ha mostrato una sorprendente spaccatura nella “coda” formata da questo relitto. Anche il telescopio Webb ha ripreso la collisione, mostrando pennacchi distinti di materiale espulso dall’asteroide.

Ora anche gli scienziati armati di dati VLT intervengono. Gli autori del documento di astronomia e astrofisica hanno monitorato come la nuvola di detriti si è evoluta nel tempo con Esploratore spettrale multi-unità (MUSE), un telescopio dotato di un sistema ottico adattivo assistito da laser per la creazione di stelle artificiali nel cielo notturno. Questo aiuta a correggere la turbolenza atmosferica per immagini più nitide.

Il team ha scoperto che prima dell’impatto, la nuvola di detriti era più blu dell’asteroide, indicando che era composta da particelle molto fini. Ma dopo la collisione si sono formati grumi, spirali e una lunga coda. Le spirali e la coda sono probabilmente costituite da particelle più grandi perché ora sono molto più rosse della nuvola di detriti iniziale. Sebbene fosse un azzardo, il team sperava che MUSE li aiutasse anche a rilevare le firme chimiche dell’ossigeno o dell’acqua provenienti dal ghiaccio in particolare. Ma sono usciti vuoti.

“Non ci si aspetta che gli asteroidi contengano grandi quantità di ghiaccio, quindi scoprire qualsiasi traccia di acqua sarebbe una vera sorpresa.” ha detto la coautrice Cyrielle Opitom dall’Università di Edimburgo. Per quanto riguarda l’assenza di tracce di carburante, “sapevamo che erano di vasta portata, poiché la quantità di gas che sarebbe rimasta nei serbatoi dal sistema di propulsione non sarebbe stata enorme. Inoltre, una parte di esso potrebbe aver viaggiato troppo lontano per essere rilevato con MUSE nel momento in cui abbiamo iniziato a guardare.”

Gli autori dell’articolo dell’Astrophysical Journal Letters si sono concentrati sullo studio di come l’effetto DART cambia la superficie dell’asteroide, utilizzando uno spettrofotometro (FORS2) strumento progettato per misurare il livello di polarizzazione della luce solare diffusa, cioè quando le onde luminose oscillano lungo una direzione preferenziale piuttosto che a caso.

“Quando osserviamo oggetti nel nostro sistema solare, osserviamo la luce solare che viene diffusa dalla loro superficie o dalla loro atmosfera, che diventa parzialmente polarizzata”, ha dichiarato il coautore Stefano Bagnolo, astronomo presso l’Armagh Observatory and Planetarium nel Regno Unito. Tracciare come cambia la polarizzazione con l’orientamento dell’asteroide rispetto a noi e al sole rivela la sua struttura e composizione superficiale.“

Bagnolo et al. ha scoperto che i livelli di polarizzazione sono diminuiti bruscamente dopo l’impatto, mentre la luminosità complessiva è aumentata. Gli autori suggeriscono che questa potrebbe essere la prova che l’impatto ha causato il rilascio di materiale più puro dall’interno dell’asteroide perché questo materiale non sarebbe stato esposto al vento solare e alle radiazioni. In alternativa, l’impatto potrebbe aver frantumato grandi particelle superficiali e aver spruzzato frammenti più piccoli nella nuvola di detriti perché i frammenti più piccoli rifletterebbero la luce in modo più efficiente ma non la polarizzerebbero altrettanto.

DOI: Astronomia e astrofisica, 2023. 10.1051 / 0004-6361 / 202345960 (sui DOI).

DOI: lettere del diario astrofisico, 2023. 10.3847/2041-8213/acb261 (sui DOI).