La misión Double Asteroid Redirect Test (DART) de la NASA fue un éxito desde la perspectiva de la defensa planetaria, ya que reubicó con éxito la órbita de un asteroide. Pero la misión tenía un elemento científico, y todavía estamos examinando los escombros de la colisión para determinar qué nos dice el impacto sobre el asteroide. Esto es difícil debido a la distancia al asteroide y la poca cantidad de luz que se refleja en los escombros.

Hoy se publicó un artículo de un equipo que analizó imágenes de las secuelas utilizando el Telescopio Espacial Hubble. Detectaron docenas de rocas que, en conjunto, habrían compuesto originalmente el 0,1 % de la masa de Dimorphos, el objetivo de DART. Y como todos se alejan muy lentamente del lugar de la colisión, algunos de ellos deberían poder escapar de la gravedad del sistema dual de asteroides.

Golpear rocas

Las imágenes tomadas por DART justo antes de su desaparición sugieren que Dimorphos era un montón de escombros, una mezcla de cantos rodados, rocas pequeñas y polvo que apenas se mantenían unidos por su atracción gravitatoria mutua. Entonces, ¿qué sucede cuando un objeto relativamente sólido, como la nave espacial DART, golpea un asteroide a gran velocidad?

Por un tiempo la respuesta fue «mucho polvo». Las primeras imágenes muestran una gran cantidad de material saliendo de los asteroides, esparciéndose por el espacio y formando una larga «cola» perseguida por la presión de la radiación del Sol. Pero, con el tiempo, los escombros se aclararon lo suficiente como para que Hubble pudiera obtener una imagen clara de todos los objetos más grandes que habían sido oscurecidos por el polvo, o más bien, varias imágenes claras.

El desafío con esto es que estos objetos más grandes aún serían bastante pequeños y reflejarían muy poca luz solar. Como resultado, generalmente aparecerían como pequeños puntos de luz y no se distinguirían de los rayos cósmicos que golpean el detector o las estrellas de fondo que se movieron a través del campo de visión del Hubble durante la toma de imágenes.

Entonces, las imágenes del Hubble tenían que tener una exposición prolongada para capturar suficiente luz, y los investigadores combinaron múltiples exposiciones tomadas por el Hubble en diferentes puntos de su órbita alrededor de la Tierra (lo que les obligó a reorientar la imagen para que todas mostraran el área equivalente desde el mismo ángulo). Se rechazó la luz que solo aparecía en uno o algunos de los fotogramas, eliminando parte del ruido.

Una vez que se combinaron las exposiciones, los investigadores pudieron identificar alrededor de 40 objetos que se movían con el sistema Didymos/Dimorphos pero distintos de él. Solo los más brillantes de ellos son visibles en las imágenes individuales.

Pequeño y lento

Según la cantidad de luz que reflejan, los investigadores estiman que las rocas que ven tienen entre 4 y 7 metros de diámetro. Esto se basa en la reflectividad promedio de los asteroides padres; obviamente, cualquier roca más oscura o más brillante negará estas estimaciones. Los investigadores también utilizan una estimación de densidad única basada en asteroides intactos para determinar las masas rocosas probables. Colectivamente, se estima que transportan alrededor del 0,1% de la masa previa a la colisión de Dimorphos.

En función de su distancia desde el lugar del impacto, fue posible estimar sus velocidades. Y todos son muy lentos. Incluso las rocas más rápidas se mueven a menos de un metro por segundo, lo que significa que se tarda unas cuatro horas en recorrer un kilómetro desde el lugar del impacto. Y los más lentos son solo una fracción de esa velocidad.

Pero, dada la gravedad increíblemente débil del sistema de asteroides gemelos del que se originan, los objetos que se mueven más rápido podrán escapar de la atracción gravitatoria. De hecho, la población de rocas se puede dividir aproximadamente por la mitad, y la mitad más rápida ha alcanzado la velocidad de escape.

La combinación de masa y velocidad permitió a los autores estimar la energía cinética total arrastrada por la colisión de estas rocas. En comparación con la energía suministrada por DART, es bastante baja, alrededor del 0,003 % de la energía suministrada por DART.

Dado que Dimorphos es un montón de escombros, no hay razón para pensar que es el producto de DART que destrozó una roca más grande al impactar. En cambio, Dimorphos se construyó a partir de rocas que se rompieron previamente por colisiones en el pasado lejano; DART acaba de liberar a algunos de ellos de la gravedad de la pila de escombros. Con base en imágenes previas al impacto de Dimorphos, los investigadores estiman que las rocas habrían ocupado colectivamente alrededor del 2% de la superficie del asteroide. Esto corresponde al hecho de que DART hizo estallar un cráter de unos 50 metros de diámetro.

El cráter podría ser potencialmente más pequeño si DART hubiera transmitido suficiente energía sísmica para derribar material de otras partes del asteroide. Pero, dado que se espera que las pilas de escombros sean muy porosas, es poco probable que la energía sísmica penetre muy adentro.

En cualquier caso, tendremos una idea más clara de las cosas una vez que la sonda HERA de la Agencia Espacial Europea llegue al asteroide para un estudio de seguimiento. Solo tienes que tener paciencia, porque no debería pasar hasta dentro de tres años.

The Astrophysical Journal Letters, 2023. DOI: 10.3847/2041-8213/ace1ec (Sobre los DOI).