En septiembre pasado, la prueba de redirección de doble asteroide, o DART, estrelló una nave espacial contra un pequeño asteroide binario llamado Dimorphos, alterando con éxito su órbita alrededor de un compañero más grande. Ahora estamos aprendiendo más sobre las consecuencias de esta colisión, gracias a dos nuevos artículos que informan sobre datos recolectados por el Observatorio Europeo Austral telescopio muy grande. La primera, Publicado en la revista Astronomy and Astrophysics, examinó los escombros de la colisión para aprender más sobre la composición del asteroide. La segunda, Publicado en el Astrophysical Journal Letters, informó cómo el impacto cambió la superficie del asteroide.

Como informamos 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 cuando se ve desde aquí, con la mayor parte de la luz reflejándose en el mucho más grande Didymos. Lo que podemos ver, sin embargo, es que el sistema Didymos se oscurece esporádicamente. 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 coloca esporádicamente detrás de Didymos desde la perspectiva de la Tierra, lo que significa que solo recibimos la luz reflejada de uno de los dos cuerpos, lo que provoca la atenuación. Al medir los períodos de oscurecimiento, podemos determinar 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 se redujo a 11 horas y 23 minutos. Para aquellos reacios a las matemáticas, son 32 minutos menos (alrededor del 4%). 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, Nature publicó cinco artículos que reconstruyeron colectivamente el impacto y sus consecuencias para explicar cómo la colisión DART tuvo un efecto descomunal. Estos resultados indicaron que los impactadores como DART podrían ser un medio viable para proteger el planeta de pequeños asteroides.

Las cámaras más cercanas (llamadas Luke y Leia) a la colisión estaban a bordo de LICIACube, un cubesat que voló al espacio a bordo de DART y luego se separó unas semanas antes del impacto. LICIACube tenía dos cámaras a bordo. El pasado mes de octubre, la Agencia Espacial Italiana, que dirigía la misión LICIACube, publicó varias primeras imágenes, incluida una vista lejana de la colisión, primeros planos tomados poco después y una animación que muestra el brillo repentino tras la colisión de materiales dispersos en el espacio. .

El Proyecto ATLAS y uno de los telescopios del Observatorio Las Cumbres capturaron imágenes del sistema Didymos/Dimorphos moviéndose pacíficamente más allá de las estrellas de fondo desde la perspectiva de la Tierra (la mayor parte de la luz se refleja en el mucho más grande Didymos). En el momento de la colisión, el objeto se iluminó considerablemente y los restos se movieron gradualmente hacia un lado de los asteroides.

¿Por qué es importante el estudio de los escombros? Los asteroides son reliquias de la creación de 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 erosionada de Dimorphos, brindando a los astrónomos una mayor comprensión del pasado del asteroide.

En las imágenes del Telescopio Espacial Hubble, los escombros aparecieron como rayos que se extendían desde el núcleo del sistema y crecieron en tamaño y número durante las siguientes ocho horas. Otra imagen del Hubble mostró la evolución continua de los escombros que fueron empujados lo suficientemente lejos de los asteroides para liberarse de su gravedad y desde entonces han sido empujados lejos de los asteroides (que aún se mueven alrededor del Sol) por la luz solar. Esto mostró una hendidura llamativa en la «cola» formada por estos escombros. El Telescopio Webb también tomó imágenes de la colisión, mostrando distintas columnas de material del asteroide.

Ahora, los científicos armados con datos del VLT también están evaluando. Los autores del artículo sobre astronomía y astrofísica rastrearon la evolución de la nube de escombros a lo largo del tiempo con el Explorador espectroscópico de unidades múltiples (MUSE), un telescopio equipado con un sistema de óptica adaptativa 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 sugiere que estaba formada por partículas muy finas. Pero después de la colisión, se formaron mechones, espirales y esta larga cola. Es probable que las espirales y la cola estén formadas por partículas más grandes, ya que ahora son más rojas que la nube de escombros inicial. Aunque estaba lejos, el equipo esperaba que MUSE también les ayudara a detectar huellas químicas de oxígeno o agua del hielo en particular. Pero llegaron vacíos.

«No se espera que los asteroides contengan cantidades significativas de hielo, por lo que detectar cualquier rastro de agua habría sido una verdadera sorpresa», agregó. dijo la coautora Cyrielle Opitom de la Universidad de Edimburgo. En cuanto a no encontrar rastros de propulsores, «sabíamos que estaba lejos, porque la cantidad de gas que quedaría en los tanques del sistema de propulsión no sería enorme. Además, parte de él habría viajado demasiado lejos para detectarlo con MUSE cuando empezamos a observar».

Los autores del artículo de Astrophysical Journal Letters se centraron en estudiar cómo el impacto de DART alteró la superficie del asteroide, utilizando un instrumento espectrográfico (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 un camino preferido. dirección en lugar de al azar.

«Cuando observamos objetos en nuestro sistema solar, estamos mirando la luz del sol que se dispersa desde su superficie o desde su atmósfera, que se polariza parcialmente». dijo el coautor Stefano Bagnulo, 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 la estructura y composición de su superficie.”

Bágnulo y otros. descubrió que los niveles de polarización cayeron repentinamente después del impacto, mientras que el brillo general aumentó. Los autores sugieren que esto podría ser evidencia de que el impacto levantó más material virgen del interior del asteroide, ya que este material no habría estado expuesto al viento solar y la radiación. Alternativamente, el impacto puede haber hecho añicos grandes partículas superficiales y arrojado fragmentos más pequeños a la nube de escombros, ya que 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).