Слике изблиза пада астероида ДАРТ откривају сложене крхотине

Године 2022. НАСА-ин тест преусмјеравања двоструког астероида (ДАРТ) сударио се са астероидом Деморпхос у успјешном тесту планетарне одбрамбене технологије. Овај успех је мерен значајним померањем у орбити Диморфоса око већег астероида Дидимос. Од тада су различите опсерваторије анализирале податке како би покушале да саставе шта нам остаци од удара говоре о структури астероида.

Сва ова посматрања су се десила на великим удаљеностима од удара. Али ДАРТ је носио мали ЦубеСат назван ЛИЦИАЦубе током лета и испустио га на каснију путању неколико недеља пре удара. Било је потребно неко време да се све ЛИЦИАЦубе слике врате на Земљу и анализирају, али резултати су сада доступни и нуде наговештаје о формирању и историји Диморфоса, заједно са разлогом зашто је удар имао тако велики утицај на његову орбиту.

Праћење крхотина

ЛИЦИАЦубе је имао уређаје за снимање уског и широког поља (који су се звали ЛЕИА и ЛУКЕ неким пажљиво одабраним задњим именима). Пратио је ДАРТ преко зоне удара око три минута и снимао слике почевши око минут пре удара и настављајући више од пет минута после.

Ово је показало да је удар створио комплексно поље крхотина. Уместо једноставног конуса материје, биле су низови и гомиле пројектила, који су се кретали различитим брзинама. Један рад, објављен у Натуре данас, покушава да класификује многе од њих. Тако, на пример, идентификује један ток избаченог материјала који се појављује на првим сликама након удара и може се пратити док се сликање не заустави. У овом тренутку, протезао се више од осам километара од места удара. То значи да је брзина око 50 метара у секунди.

Одвојено, постојала је маса материјала која је била видљива око минут и по и која се кретала брзином од око 75 метара у секунди; Друга група се кретала отприлике упола мање.

Најбржи покретни материјал који су могли да прате избачен је брзином од 500 метара у секунди, или око 1.800 километара на сат (1.100 мпх). Ово помаже да се одреди вредност ЛИЦИАЦубе-а, пошто је најбоља запажања која имамо на даљину направио Хабл, а детектовао је само објекте који се крећу упола те брзине.

Занимљиво је да избачени материјал у почетку изгледа црвено, али постепено постаје плав током времена. Истраживачи сугеришу да то може значити да је површина астероида поцрвенела услед излагања зрачењу и да је први материјал који је настао у судару дошао са површине. Касније, како је више материјала стизало изнутра, црвенило се смањивало.

Крајем прошле године, посебан рад се фокусирао на димензије конуса крхотина. Користећи ове елементе, радили смо уназад да проценимо где је овај конус стигао до површине диморфоса. На основу овога, истраживачи који су учествовали проценили су да материјал долази из кратера пречника приближно 65 метара.

Слаба унутрашњост

Праћење свих сложених остатака је делимично важно јер је играло улогу у ефикасности ДАРТ-а. Знамо тачно колики је замах летелица ДАРТ имала током судара, и можемо то упоредити са проценама количине потребне за промену орбите Диморфоса. На основу процена величине промене орбите, као и почетне масе диморфоса, врло је јасно да ДАРТ-ов импулс не може да објасни сву промену. Због тога је дошло до значајне размене замаха када су крхотине од судара однеле замах од Диморфоса.

Додатни рад узима ЛИЦИАЦубе податке о избаченој материји и користи их да покуша да процени унутрашња својства диморфоса. Модел физике удара је коришћен за тестирање различитих унутрашњих састава астероида који варирају у зависности од његове густине, количине чврсте стене у односу на растресити материјал и других својстава. Најбољи резултати су дошли од релативно ниске густине, порозног тела које није имало много великих стена близу своје површине.

С обзиром на ову структуру, истраживачи су закључили да је ДАРТ вероватно изазвао глобални поремећај његове циљне структуре.

Диморфосова слаба и фрагментирана структура изгледа слично као што смо видели током наших посета такозваним „астероидима од рушевина“ као што су Бенну и Рјугу. Невероватна ствар у вези с тим је да је много слабије структуре од свог већег суседа, Дидимоса. Међутим, ово је у складу са моделима који објашњавају како се формирају диморфи. Ова теорија претпоставља да је Дидимо избацио материјал, од којих је неки остао везан гравитацијом и завршио у орбити.

Један од начина на који би се то могло догодити је удар, али се очекује да ће бити довољно моћан да ослободи широк спектар материјала из Дидимоса. Али алтернатива је да би соларно грејање могло да повећа ротацију Дидимоса све док он не буде имао довољно гравитације да задржи сву своју материју. У овом случају, лакши материјал би вероватно прво био одбачен са површине, можда због релативно мале запремине материјала у диморфосу.

Добра вест је да би требало да добијемо бољи увид у систем након пада у року од неколико година. Крајем 2024. Европска свемирска агенција планира да лансира сонду под називом Хера која ће ући у орбиту око система Дидимос/Деморфос и пружити детаљне податке о ефектима судара.

Јоурнал оф Планетари Сциенце, 2023. ДОИ: 10.3847/ПСЈ/ад09ба (О дигиталним ИД-овима).

Природа, 2024. ДОИ: 10.1038/с41586-023-06998-2

Природна астрономија, 2024. ДОИ: 10.1038/с41550-024-02200-3