La missione DART (Double Asteroid Redirection Test) della NASA ha avuto successo dal punto di vista della difesa planetaria, alterando con successo l’orbita dell’asteroide. Ma la missione aveva una componente scientifica, e stiamo ancora esaminando i detriti dell’impatto per determinare cosa ci dice l’impatto sull’asteroide. Questo è difficile a causa della distanza dall’asteroide e della scarsa quantità di luce riflessa dai detriti.
Oggi è stato pubblicato un documento da un team che ha analizzato le immagini degli impatti con il telescopio spaziale Hubble. Hanno portato alla luce dozzine di rocce che insieme avrebbero originariamente costituito lo 0,1% della massa di Dimorphos, l’obiettivo del DART. E mentre si muovono tutti molto lentamente dal luogo della collisione, alcuni di loro dovrebbero essere in grado di sfuggire alla gravità del doppio sistema di asteroidi.
modi di roccia
Le immagini scattate da DART poco prima della sua scomparsa indicano che Dimorphos era un mucchio di macerie, un miscuglio di massi, piccoli massi e polvere tenuti insieme a malapena dalla loro reciproca attrazione gravitazionale. Quindi cosa succede quando un oggetto relativamente rigido, come la navicella DART, colpisce un asteroide ad alta velocità?
Per un po’, la risposta è stata “troppa polvere”. Le prime immagini mostrano molto materiale che fuoriesce dagli asteroidi, disperdendosi nello spazio e formando una lunga “coda” guidata dalla pressione della radiazione solare. Ma nel corso del tempo, sono stati rimossi abbastanza detriti da consentire a Hubble di ottenere un’immagine chiara di tutti gli oggetti più grandi che erano stati oscurati dalla polvere, o meglio, una serie di immagini nitide.
La sfida con questo è che quegli oggetti di grandi dimensioni saranno ancora molto piccoli e rifletteranno molto poco in termini di luce solare. Di conseguenza, generalmente appaiono come minuscoli punti di luce e sono indistinguibili dai raggi cosmici che colpiscono il rivelatore o dalle stelle sullo sfondo che si muovono attraverso il campo visivo di Hubble durante l’imaging.
Pertanto, le immagini di Hubble dovevano essere esposte a lungo per catturare abbastanza luce, e i ricercatori hanno combinato esposizioni multiple che Hubble aveva scattato in diversi punti della sua orbita attorno alla Terra (il che richiedeva loro di riorientare l’immagine in modo che mostrassero tutte l’equivalente area dalla stessa angolazione). La luce che appariva solo in una o poche immagini è stata scartata, eliminando parte del rumore.
Una volta che le esposizioni sono state combinate, i ricercatori hanno potuto identificare quasi 40 oggetti che si muovevano insieme ma divergevano dal sistema Didymus/Dimorphus. Solo i più luminosi sono mostrati nelle singole immagini.
Piccolo e lento movimento
In base alla quantità di luce che riflettono, i ricercatori stimano che le rocce che vedono si trovino entro 4-7 metri. Questo si basa sulla riflettanza media degli asteroidi genitori; Eventuali rocce più scure o più luminose ovviamente elimineranno queste stime. I ricercatori usano anche una stima della densità monolitica basata su asteroidi intatti per capire le probabili masse delle rocce. Collettivamente, si stima che abbiano trasportato circa lo 0,1 percento della massa di Dimorphos prima dell’impatto.
In base alla loro distanza dal luogo dell’impatto, è stato possibile stimare le loro velocità. Tutto molto lento. Anche i massi più veloci si muovono a meno di un metro al secondo, il che si traduce in quasi quattro ore per percorrere un chilometro dal luogo dell’impatto. E la velocità più lenta è solo una frazione di quella velocità.
Ma a causa della gravità molto debole del doppio sistema di asteroidi da cui provengono, gli oggetti ad alta velocità sarebbero in grado di sfuggire alla forza di gravità. In effetti, la popolazione rocciosa può essere approssimativamente divisa a metà, con la metà più veloce che raggiunge la velocità di fuga.
La combinazione di massa e velocità ha permesso agli autori di stimare l’energia cinetica totale che queste rocce hanno portato via dalla collisione. Rispetto all’energia fornita da DART, è molto piccola, circa lo 0,003% dell’energia fornita da DART.
Poiché Dimorphos è un mucchio di macerie, non c’è motivo di credere che questo sia un prodotto di DART che frantuma un masso più grande all’impatto. Invece, i Dimorphos sono costruiti da rocce precedentemente frantumate da collisioni in un lontano passato. DART ha liberato solo alcuni di loro dall’attrazione gravitazionale del mucchio di macerie. Sulla base delle immagini pre-impatto di Dimorphos, i ricercatori stimano che le rocce occuperebbero collettivamente circa il 2% della superficie dell’asteroide. Ciò corrisponde a DART che fa esplodere un cratere di circa 50 metri di diametro.
Il cratere sarebbe probabilmente più piccolo se DART trasmettesse abbastanza energia sismica per sciogliere il materiale da altre parti dell’asteroide. Ma poiché ci si aspetta che i cumuli di macerie siano molto porosi, è improbabile che l’energia sismica vi penetri molto in profondità.
In ogni caso, avremo un quadro più chiaro delle cose una volta che la sonda HERA dell’Agenzia spaziale europea raggiungerà l’asteroide per uno studio di follow-up. Devi solo essere paziente, perché questo non dovrebbe accadere per altri tre anni.
Lettere del diario astrofisico, 2023. DOI: 10.3847/2041-8213/ace1ec (sui DOI).
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