El impacto del asteroide DART creó 10.000

Sep 09, 2023

John Timmer - 20 de julio de 2023 9:37 pm UTC

La misión de prueba de redireccionamiento de doble asteroide (DART) de la NASA fue un éxito desde la perspectiva de la defensa planetaria, ya que desvió 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 las bajas cantidades de luz que se reflejan en los escombros.

Hoy, un equipo publicó un artículo que analizó imágenes de las consecuencias utilizando el Telescopio Espacial Hubble. Han detectado docenas de rocas que en conjunto habrían constituido originalmente el 0,1 por ciento de la masa de Dimorphos, el objetivo de DART. Y aunque todos se mueven muy lentamente desde el lugar de la colisión, algunos de ellos deberían poder escapar de la gravedad del doble sistema de asteroides.

Las imágenes tomadas por DART inmediatamente 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 gravitacional mutua. Entonces, ¿qué sucede cuando un objeto relativamente sólido, como la nave espacial DART, golpea un asteroide a gran velocidad?

Durante un tiempo, la respuesta fue "mucho polvo". Las primeras imágenes muestran una gran cantidad de material saliendo del asteroide, extendiéndose en el espacio y formando una larga "cola" expulsada por la presión de la radiación del Sol. Pero, con el tiempo, los escombros se aclararon lo suficiente como para que el Hubble pudiera obtener una imagen clara de cualquier objeto más grande que hubiera sido oscurecido por el polvo, o más bien, una serie de imágenes claras.

El desafío con esto es que esos objetos más grandes seguirían siendo bastante pequeños y reflejarían muy poco la luz del sol. Como resultado, generalmente aparecerían como pequeños puntos de luz y serían indistinguibles de los rayos cósmicos que impactan en el detector o de las estrellas de fondo que se movían 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 de el mismo ángulo). La luz que sólo aparecía en una o algunas de las imágenes se descartó, eliminando parte del ruido.

Una vez que se combinaron las exposiciones, los investigadores pudieron identificar aproximadamente 40 objetos que se movían junto con el sistema Didymos/Dimorphos pero distintos de él. En las imágenes individuales sólo se ven los más brillantes.

Según la cantidad de luz que reflejan, los investigadores estiman que las rocas que ven tienen entre 4 y 7 metros de ancho. Esto se basa en la reflectividad promedio de los asteroides padres; Obviamente, cualquier roca más oscura o más brillante alterará estas estimaciones. Los investigadores también utilizan una estimación de densidad única basada en los asteroides intactos para determinar las masas probables de los cantos rodados. En conjunto, se estima que transportan alrededor del 0,1 por ciento de la masa de Dimorphos antes de la colisión.

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 se traduce en unas cuatro horas para recorrer un kilómetro desde el lugar del impacto. Y los más lentos son sólo una fracción de esa velocidad.

Pero, dada la gravedad increíblemente débil del sistema de asteroides doble del que provienen, los objetos de mayor velocidad podrán escapar de la atracción gravitacional. De hecho, la población de rocas se puede dividir aproximadamente por la mitad, y la mitad más rápida habrá 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 entregada por DART, es bastante pequeña, alrededor del 0,003 por ciento de la energía que entregó DART.

Dado que Dimorphos es una pila de escombros, no hay razón para pensar que estos sean el producto de que DART rompiera una roca más grande al impactar. En cambio, Dimorphos se construyó a partir de rocas que fueron destrozadas previamente por colisiones en el pasado distante; DART acaba de liberar a algunos de ellos de la gravedad de la pila de escombros. Basándose en las imágenes previas al impacto de Dimorphos, los investigadores estiman que los cantos rodados habrían ocupado colectivamente alrededor del 2 por ciento de la superficie del asteroide. Esto es consistente con que DART haya abierto un cráter de unos 50 metros de diámetro.

El cráter podría ser potencialmente más pequeño si DART hubiera impartido suficiente energía sísmica para desprender material de otras partes del asteroide. Pero, dado que se espera que los montones de escombros sean muy porosos, es poco probable que la energía sísmica llegue muy lejos en su interior.

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 posterior. Sólo tenemos que tener paciencia, ya que no se espera que eso suceda hasta dentro de tres años.

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