Hubble widzi skały uciekające z asteroidy Dimorphos

Zdjęcie asteroidy Dimorphos z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a zostało zrobione 19 grudnia 2022 r., mniej więcej cztery miesiące po zderzeniu asteroidy, podczas misji NASA DART (Double Asteroid Redirection Test). Czułość Hubble’a ujawnia kilkadziesiąt skał, które zostały rozbite przez asteroidę siłą uderzenia. Są to jedne z najsłabszych obiektów, jakie kiedykolwiek sfotografował Hubble w Układzie Słonecznym. Swobodnie spadające skały mają rozmiary od trzech stóp do 22 stóp szerokości, w oparciu o fotometrię Hubble’a. Oddalają się od asteroidy z prędkością nieco ponad pół mili na godzinę. Odkrycie to dostarcza bezcennych informacji na temat zachowania małej asteroidy, gdy zostaje uderzona przez pocisk, który ma zmienić jej trajektorię. Źródło: NASA, ESA, David Jewett (UCLA) i Alyssa Pagan (STScI)

Wpływ misji DART 2022 wstrząsnął powierzchnią asteroidy

Przepraszam Kurczak Mały, niebo nie spada — przynajmniej jeszcze nie.

Uderzenia asteroid stwarzają realne ryzyko zderzenia z Ziemią. Naukowcy szacują, że asteroida o średnicy kilku mil uderzyła w Ziemię 65 milionów lat temu i zmiotła dinozaury, a także inne formy życia, podczas masowego wymierania. W przeciwieństwie do dinozaurów, ludzkość może uniknąć tego losu, jeśli zaczniemy ćwiczyć, jak wykoleić asteroidę zbliżającą się do Ziemi.

Jest to trudniejsze niż przedstawiono w filmach science-fiction, takich jak Deep Impact. Naukowcy zajmujący się planetami muszą najpierw dowiedzieć się, jak grupować asteroidy. Czy latają sterty luźno zbrylonych skał, czy coś bardziej treściwego? Informacje te pomogą opracować strategie skutecznego odbicia zagrażającej asteroidy.

jako pierwszy krok, NASA Przeprowadził eksperyment, aby rozbić asteroidę, aby zobaczyć, jak bardzo jest zdenerwowana. Zderzenie statku kosmicznego DART (Double Asteroid Reorientation Test) miało miejsce na asteroidzie Dimorphos 26 września 2022 r. Astronomowie wykorzystali Kosmiczny teleskop Hubble Kontynuuj śledzenie skutków kosmicznej kolizji. Niespodzianką jest odkrycie kilkudziesięciu skał, które zostały podniesione z asteroidy po upadku. Na obrazach z Hubble’a wydają się być rojem pszczół oddalających się bardzo powoli od asteroidy. Może to oznaczać, że uderzenie w asteroidę zbliżającą się do Ziemi może wysłać w naszym kierunku groźną grupę skał.

Obraz asteroidy Dimorphos ze strzałkami kompasu i taśmy mierniczej oraz kluczem kolorów w celach informacyjnych.
Strzałki kompasu północnego i wschodniego pokazują kierunek obrazu na niebie. Zwróć uwagę, że relacja między północą a wschodem na niebie (patrząc z dołu) jest odwrócona w stosunku do strzałek kierunkowych na mapie Ziemi (patrząc z góry).
Jasny biały obiekt w lewym dolnym rogu to Dimorphos. Ma niebieskawy ogon pyłu, który rozciąga się ukośnie w prawym górnym rogu. Grupa niebieskich kropek (zaznaczonych białymi kółkami) otacza asteroidę. Są to skały, które zostały roztrzaskane z asteroidy, kiedy 26 września 2022 r. NASA celowo wbiła w asteroidę półtonowy statek kosmiczny DART, aby sprawdzić, co może zająć odchylenie niektórych przyszłych asteroid przed zderzeniem z Ziemią. Hubble sfotografował skały w zwolnionym tempie za pomocą kamery Wide Field Camera 3 w grudniu 2022 r. Kolor wynika z przypisania niebieskiego odcienia do obrazu monochromatycznego (w skali szarości).
Źródło: NASA, ESA, David Jewett (UCLA) i Alyssa Pagan (STScI)

Kultowa piosenka rockowa z 1954 roku „Shake, Rattle and Roll” mogła być motywem przewodnim ostatnich odkryć Kosmicznego Teleskopu Hubble’a dotyczących tego, co dzieje się z asteroidą Dimorphos w następstwie eksperymentu NASA DART (Double Asteroid Redirection Test). DART celowo uderzył w Dimorphos 26 września 2022 r., nieznacznie zmieniając trajektorię swojej orbity wokół większej asteroidy Didymos.

Astronomowie korzystający z niezwykłej czułości Hubble’a wykryli rój skał, który prawdopodobnie trząsł się z asteroidy, gdy NASA celowo wbiła półtonowy statek kosmiczny DART w Dimorphos z prędkością prawie 14 000 mil na godzinę.

37 skał o swobodnych skorupach ma rozmiary od trzech stóp do 22 stóp szerokości, w oparciu o fotometrię Hubble’a. Oddalają się od asteroidy z prędkością nieco ponad pół mili na godzinę – mniej więcej z prędkością chodzenia gigantycznego żółwia. Całkowita masa tych odkrytych skał stanowi około 0,1% masy Dimorphos.

To ostatni pełny obraz asteroidy Dimorphos, widziany przez sondę kosmiczną DART (Double Asteroid Redirection Test) NASA na dwie sekundy przed uderzeniem. Kamera rozpoznawcza Didymus i optyczna kamera nawigacyjna asteroidy (DRACO) na pokładzie uchwyciły obszar asteroidy o szerokości 100 stóp. Statek kosmiczny DART transmitował te obrazy z kamery DRACO z powrotem na Ziemię w czasie rzeczywistym, gdy zbliżał się do asteroidy. DART pomyślnie wpłynął na swój cel 26 września 2022 r. Źródło: NASA, APL

„To fascynująca obserwacja – znacznie lepsza niż się spodziewałem. Widzimy chmurę skał przenoszącą masę i energię z dala od celu uderzenia. Liczby, rozmiary i kształty skał są zgodne z odpadnięciem z powierzchni Dimorphos w wyniku uderzenia” – powiedział David Jewett z UCLA, planetolog, który używa Hubble’a do śledzenia zmian w asteroidzie podczas i po zderzeniu Dart. „To po raz pierwszy mówi nam, co się dzieje, gdy uderzasz w asteroidę i widzisz materię wydobywającą się w większych rozmiarach. Skały to jedne z najsłabszych obiektów, jakie kiedykolwiek sfotografowano w naszym Układzie Słonecznym. „

Jewett mówi, że otwiera to nowy wymiar badania efektów eksperymentu DART Europejska Agencja KosmicznaZbliżająca się sonda HERA, która dotrze do asteroidy podwójnej pod koniec 2026 r. HERA przeprowadzi szczegółowe badanie docelowej asteroidy po zderzeniu. „Chmura skał nadal się rozproszy, kiedy przybędzie Hera” – powiedział Jewett. „To jest jak bardzo wolno rozszerzający się rój pszczół, który w końcu rozproszy się po orbicie pary podwójnej wokół Słońca”.

Ta ilustracja przedstawia statek kosmiczny NASA do testu przekierowania podwójnej asteroidy (DART) przed kolizją w układzie podwójnym asteroid Didymos. Źródło zdjęcia: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Jest prawdopodobne, że skały nie zostały odłamane od małej asteroidy, która spowodowała uderzenie. Były już rozproszone po powierzchni asteroidy, co widać na ostatnim zbliżeniu wykonanym przez sondę DART zaledwie dwie sekundy przed uderzeniem, kiedy znajdowała się zaledwie siedem mil nad powierzchnią.

Jewett szacuje, że uderzenie wstrząsnęło 2% skał na powierzchni asteroidy. Mówi, że obserwacje skał wykonane przez Hubble’a dają również oszacowanie wielkości krateru uderzeniowego DART. „Możliwe byłoby wydobycie skały z kręgu o szerokości około 160 stóp (szerokość boiska piłkarskiego) na powierzchni Dimorphos” – powiedział. Hera ostatecznie określi rzeczywisty rozmiar dziury.

Dawno temu Dimorphos mógł powstać z materii wyrzuconej w kosmos przez większą asteroidę Didymus. Ciało macierzyste mogło między innymi obrócić się zbyt szybko lub stracić materiał w wyniku lekkiego zderzenia z innym ciałem. Wyrzucony materiał utworzył pierścień, który połączył się grawitacyjnie, tworząc dymorfozę. To sprawiłoby, że byłaby to latająca kupa gruzu skalnego gruzu utrzymywana luźno przez stosunkowo słabe przyciąganie grawitacyjne. Dlatego wewnętrzna część prawdopodobnie nie jest solidna, ale ma strukturę podobną do kiści winogron.

Nie jest jasne, w jaki sposób skały zostały podniesione z powierzchni asteroidy. Może to być część pióropuszu wyrzutowego sfotografowanego przez Hubble’a i inne obserwatoria. Lub fala sejsmiczna z uderzenia mogła wibrować przez asteroidę – jak uderzenie młotkiem w dzwon – powodując utratę wibracji agregatu powierzchniowego.

„Jeśli będziemy śledzić skały w przyszłych obserwacjach Hubble’a, możemy mieć wystarczająco dużo danych, aby wskazać ślady skał. A potem zobaczymy, w jakich kierunkach zostały wystrzelone z powierzchni” – powiedział Jewett.

Zespoły DART i LICIACube (Light Italian CubeSat for Asteroid Imaging) zbadały również skały wykryte na zdjęciach zrobionych przez kamerę LUKE (LICIACube Unit Key Explorer) LICIACube w ciągu kilku minut bezpośrednio po kinetycznym uderzeniu DART.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a to międzynarodowy projekt współpracy NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej. Teleskopem zarządza Centrum Lotów Kosmicznych Goddard NASA w Greenbelt w stanie Maryland. Space Telescope Science Institute (STScI) w Baltimore w stanie Maryland prowadzi operacje naukowe Hubble’a i Webba. STScI jest obsługiwany przez NASA przez Association of Universities for Research in Astronomy w Waszyngtonie