Η αστροειδής επέμβαση της NASA: Από διαστημικό βράχο σε «μακρόστενο καρπούζι»

Σε μια δοκιμή «τέλειας εικόνας», το Double Asteroid Redirection Test (DART) της NASA συνέτριψε επιτυχώς ένα διαστημικό σκάφος μεγέθους αυτοκινήτου σε έναν αστεροειδή τον Σεπτέμβριο του 2022. Η αποστολή έδειξε ότι ένα διαστημικό σκάφος θα μπορούσε να αλλοιώσει επιτυχώς έναν επικίνδυνο διαστημικό βράχο αν κατευθυνόταν ποτέ προς τη Γη , παρόλο που οι πιθανότητες α

τα κατακλυσμιαία γεγονότα που συμβαίνουν είναι αρκετά χαμηλά

. Το DART άλλαξε την τροχιά του αστεροειδούς και τώρα οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η πρόσκρουση με φουσκάλες πιθανότατα άλλαξε και το σχήμα του αστεροειδούς. Τα ευρήματα περιγράφονται στο α

μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 19 Μαρτίου στο

Planetary Science Journal


.

Το DART στόχευσε τον αστεροειδή Dimorphos πλάτους 560 ποδιών, ο οποίος βρίσκεται σε τροχιά γύρω από έναν μεγαλύτερο κοντά στη Γη αστεροειδή που ονομάζεται Didymos. Πριν την κρούση ο Δήμορφος είχε γενικά

συμμετρικό σφαιρικό σχήμα σφαιροειδούς

.

«Όταν το DART είχε αντίκτυπο, τα πράγματα έγιναν πολύ ενδιαφέροντα», είπε ο Shantanu Naidu, συν-συγγραφέας της μελέτης και μηχανικός πλοήγησης στο Jet Propulsion Laboratory (JPL) της NASA.

είπε σε δήλωση

. «Η τροχιά του Δήμορφου δεν είναι πλέον κυκλική. Ολόκληρο το σχήμα του αστεροειδούς έχει αλλάξει, από ένα σχετικά συμμετρικό αντικείμενο σε ένα «τριαξονικό ελλειψοειδές» – κάτι περισσότερο σαν ένα στενόμακρο καρπούζι».

Προηγουμένως, ο Δήμορφος χρειάστηκε 11 ώρες και 55 λεπτά για να ολοκληρώσει έναν βρόχο γύρω από το Δίδυμο και είχε μια καλά καθορισμένη, κυκλική τροχιά περίπου 3.900 πόδια από αυτόν. Η περίοδος τροχιάς του διαστημικού βράχου –ο χρόνος που χρειάζεται για να ολοκληρωθεί μια τροχιά– είναι τώρα μικρότερη κατά περίπου 33 λεπτά και 15 δευτερόλεπτα.

Για να εξετάσουμε τις αλλαγές μετά τον αντίκτυπο με το DART, τον Naidu και την ομάδα

αυτή η μελέτη

χρησιμοποίησαν πολλαπλές πηγές δεδομένων στα μοντέλα υπολογιστών τους. Η πρώτη πηγή ήταν οι εικόνες που κατέγραψε το DART καθώς πλησίαζε τον αστεροειδή. Αυτές οι εικόνες που τραβήχτηκαν στο διαστημόπλοιο έδωσαν μετρήσεις από κοντά του κενού μεταξύ του Διδύμου και του Δήμορφου και βοήθησαν την ομάδα να μετρήσει τις διαστάσεις και των δύο αστεροειδών λίγο πριν την πρόσκρουση.

Η δεύτερη πηγή δεδομένων ήταν το ραντάρ του ηλιακού συστήματος Goldstone του Δικτύου Βαθύ Διαστήματος της NASA. Αυτό το σύστημα rader βρίσκεται κοντά στο Barstow της Καλιφόρνια. Αναπήδησε ραδιοκύματα τόσο από τον Δίδυμο όσο και από τον Δήμορφο. Αυτά τα ραδιοκύματα μέτρησαν με ακρίβεια τη θέση του Δήμορφου σε σχέση με το Δίδυμο μετά την πρόσκρουση. Αυτές οι παρατηρήσεις ραντάρ βοήθησαν τη NASA να συμπεράνει ότι το DART ξεπέρασε τις προσδοκίες της αποστολής.

[Related:


DART left an asteroid crime scene. This mission is on deck to investigate it


.]

Η πιο σημαντική πηγή δεδομένων προήλθε από επίγεια τηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο που μέτρησαν την καμπύλη φωτός και των δύο αστεροειδών. Έτσι άλλαξε το φως του ήλιου που αντανακλάται στις βραχώδεις επιφάνειες των αστεροειδών με την πάροδο του χρόνου. Η σύγκριση των καμπυλών φωτός πριν και μετά την πρόσκρουση βοήθησε την ομάδα να μάθει πώς το DART άλλαξε την κίνηση του Dimorphos. Καθώς ο Δήμορφος περιφέρεται, περνά περιοδικά μπροστά από τον Δίδυμο και μετά από πίσω του. Κατά τη διάρκεια αυτών των αμοιβαίων γεγονότων, ένας από τους αστεροειδείς του συστήματος μπορεί να ρίξει μια σκιά στον άλλο ή να εμποδίσει τη θέα μας από τη Γη. Μια προσωρινή μείωση της φωτεινότητας στην καμπύλη φωτός μπορεί να καταγραφεί με τηλεσκόπια και στα δύο σενάρια.

Η ομάδα χρησιμοποίησε το χρονισμό αυτής της σειράς βυθίσεων καμπύλης φωτός για να καταλάβει το σχήμα της τροχιάς. Τα μοντέλα τους αποκάλυψαν ότι η τροχιά του Dimorphos είναι τώρα ελαφρώς επιμήκης ή εκκεντρική.

«Πριν από την πρόσκρουση οι χρόνοι των γεγονότων γίνονταν τακτικά, δείχνοντας μια κυκλική τροχιά. Μετά την πρόσκρουση, υπήρξαν πολύ μικρές διαφορές χρονισμού, δείχνοντας ότι κάτι ήταν λοξό», ο συν-συγγραφέας της μελέτης και ανώτερος επιστήμονας της JPL, Steve Chesley.

είπε σε δήλωση

. «Ποτέ δεν περιμέναμε να έχουμε αυτό το είδος ακρίβειας».

[Related:


Smashed asteroid surrounded by a ‘cloud’ of boulders


.]

Σύμφωνα με την ομάδα, τα μοντέλα είναι τόσο ακριβή που μπορούν ακόμη και να δείξουν ότι ο Δήμορφος λικνίζεται μπρος-πίσω καθώς περιφέρεται γύρω από το Δίδυμο.

Τα μοντέλα υπολόγισαν επίσης πώς εξελίχθηκε η τροχιακή περίοδος. Αμέσως μετά την πρόσκρουση, το DART μείωσε τη μέση απόσταση μεταξύ των δύο αστεροειδών. Μείωσε την τροχιακή περίοδο του Dimorphos κατά 32 λεπτά και 42 δευτερόλεπτα, σε 11 ώρες, 22 λεπτά και 37 δευτερόλεπτα.

Την εβδομάδα που ακολούθησε τη σύγκρουσή του με το DART, η τροχιακή περίοδος του αστεροειδούς συνέχισε να συντομεύεται καθώς έριξε περισσότερο βραχώδες υλικό. Κατακάθισε σε 11 ώρες, 22 λεπτά και 3 δευτερόλεπτα ανά τροχιά – ή 33 λεπτά και 15 δευτερόλεπτα λιγότερο χρόνο από ό,τι χρειάστηκε πριν από την πρόσκρουση. Ο Δήμορφος έχει επίσης τώρα μια μέση τροχιακή απόσταση περίπου 3.780 πόδια – ή περίπου 120 πόδια πιο κοντά στο Δίδυμο από ό,τι ήταν πριν από τη σύγκρουση με το DART.

Αλλο

μελέτη που δημοσιεύθηκε τον Φεβρουάριο

ανακάλυψε ότι ο αστεροειδής είναι πιθανότατα ένας αστεροειδής από σωρούς ερειπίων -όπως ο αστεροειδής Bennu που δειγματοληπτήθηκε πρόσφατα- λόγω της σύγκρουσής του με το DART.

«Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης συμφωνούν με άλλες που δημοσιεύονται», είπε ο επικεφαλής επιστήμονας για τα μικρά σώματα του ηλιακού συστήματος στα κεντρικά γραφεία της NASA, Τομ Στάλερ,

είπε σε δήλωση

. «Το να βλέπεις ξεχωριστές ομάδες να αναλύουν τα δεδομένα και να καταλήγουν ανεξάρτητα στα ίδια συμπεράσματα είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα ενός σταθερού επιστημονικού αποτελέσματος. Το DART δεν μας δείχνει μόνο το μονοπάτι προς την τεχνολογία εκτροπής αστεροειδών, αλλά είναι αποκαλυπτικό [a] νέα θεμελιώδης κατανόηση του τι είναι οι αστεροειδείς και πώς συμπεριφέρονται». Ο Statler δεν ήταν συγγραφέας αυτής της μελέτης.

Για να ρίξετε μια πιο προσεκτική ματιά στο Δίδυμο και τον Δήμορφο, η αποστολή Hera της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας έχει προγραμματιστεί να εκτοξευτεί τον Οκτώβριο του 2024. Θα πραγματοποιήσει μια λεπτομερή έρευνα του ζεύγους αστεροειδών και θα μπορούσε να επιβεβαιώσει επίσημα πόσο το DART αναμόρφωσε το Dimorphos.