Teleskop Hubble’a widzi skały uciekające z asteroidy ulegające demorfozie

Misja DART 2022 uderza w powierzchnię asteroidy

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

Kręte asteroidy stanowią realne zagrożenie kolizyjne dla Ziemi. Naukowcy szacują, że asteroida o średnicy kilku mil uderzyła w Ziemię 65 milionów lat temu, niszcząc między innymi dinozaury podczas masowego wymierania. Ludzkość może uniknąć tego losu, jeśli w przeciwieństwie do dinozaurów zacznie ćwiczyć, jak odrzucić asteroidę zbliżającą się do Ziemi.

To trudniejsze niż w filmach science-fiction, takich jak Deep Impact. Naukowcy zajmujący się planetami muszą najpierw wiedzieć, w jaki sposób zostały złożone asteroidy. Czy są to stosy luźno ułożonego gruzu skalnego, czy coś bardziej treściwego? Informacje te mogą pomóc w opracowaniu strategii skutecznego odbicia zagrażającej asteroidy.

Jako pierwszy krok, NASA Przeprowadził eksperyment, rozbijając się o asteroidę, aby zobaczyć, jak się zepsuje. Zderzenie statku kosmicznego DART (Dual Asteroid Redirect Test) z asteroidą Dimorphos miało miejsce 26 września 2022 roku. Astronomowie, którzy go używają Kosmiczny teleskop Hubble Śledź następstwa kosmicznego konfliktu. Niespodzianką było odkrycie dziesiątek głazów wyrzuconych z asteroidy. Na obrazach z Hubble’a wyglądają jak rój pszczół bardzo powoli oddalających się od asteroidy. Jeśli asteroida uderzy w Ziemię, wyśle ​​w naszym kierunku groźne głazy.

Obraz asteroidy Dimorphos ze strzałkami kompasu, paskiem skali i kluczem kolorów w celach informacyjnych.
Strzałki kompasu północnego i wschodniego pokazują orientację obrazu na niebie. Zwróć uwagę, że relacja między północą a wschodem na niebie (patrząc z dołu) jest odwrócona w porównaniu ze strzałkami kierunkowymi na mapie terenu (patrząc z góry).
Jasny biały obiekt w lewym dolnym rogu jest zdemorfowany. Ma niebieski ogon pyłu rozciągający się ukośnie do prawego górnego rogu. Gromada niebieskich kropek (oznaczonych białymi kółkami) otacza asteroidę. To są głazy strącone z asteroidy, kiedy NASA celowo wbiła półtonowy impaktor DART w asteroidę 26 września 2022 r., jako test tego, co zrobić, aby odbić przyszłą asteroidę od uderzenia w Ziemię. Hubble sfotografował wolno poruszające się głazy za pomocą kamery Wide Field Camera 3 w grudniu 2022 r. Kolor jest wynikiem przypisania koloru niebieskiego do obrazu monochromatycznego (w skali szarości).
Źródło: NASA, ESA, David Jewitt (UCLA), Alyssa Pagan (STScI)

Popularna rockowa piosenka z 1954 roku „Shake, Rattle and Roll” mogła być motywem przewodnim niedawnego odkrycia przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a, co dzieje się, gdy asteroidy ulegają demorfacji po eksperymencie NASA DART (Dual Asteroid Deflection Test). DART celowo uderzył w Dimorphos 26 września 2022 r., nieznacznie zmieniając ścieżkę swojej orbity wokół dużej asteroidy Didymos.

Astronomowie korzystający z niezwykłej czułości Hubble’a odkryli masę skał strząśniętą z asteroidy, gdy NASA celowo wbiła półtonowy statek kosmiczny DART w Dimorphos z prędkością około 14 000 mil na godzinę.

W oparciu o fotometrię Hubble’a, 37 wolnostojących głazów ma rozmiary od trzech stóp do 22 stóp. Oddalają się od asteroidy z prędkością około pół mili na godzinę – mniej więcej z prędkością chodu gigantycznego żółwia. Całkowita masa zidentyfikowanych głazów stanowi 0,1% masy dymorfoz.

To ostatni pełny obraz asteroidy Dimorphos, widziany dwie sekundy przed uderzeniem przez sondę DART (Double Asteroid Redirection Test) NASA. Didymos Reconnaissance i kamera Asteroid Camera for Optical Navigation (DRACO) uchwyciły szeroki na 100 stóp pas asteroidy. Sonda DART przesyłała strumieniowo te obrazy na Ziemię w czasie rzeczywistym ze swojej kamery DRACO. DART pomyślnie osiągnął 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 uderzeniem z powierzchni Dimorphos” – powiedział David Jewitt z University of California w Los Angeles. „To nam po raz pierwszy mówi, co dzieje się, gdy uderzasz w asteroidę i widzisz wyrzucane ogromne ilości materii. Głazy to jedne z najsłabszych obiektów, jakie kiedykolwiek sfotografowano w naszym Układzie Słonecznym.

Jewitt mówi, że otwiera to nowy wymiar badania następstw eksperymentu DART Europejska Agencja KosmicznaNadchodząca sonda Hera, która dotrze do asteroidy podwójnej pod koniec 2026 roku. HERA przeprowadzi szczegółowy przegląd docelowej asteroidy po zderzeniu. „Chmura głazów nadal będzie się rozpraszać, kiedy przybędzie Hera” – powiedział Jewitt. „To jest jak bardzo wolno rozszerzający się ul, który ostatecznie rozprzestrzenia się na orbitę pary podwójnej wokół Słońca”.

Ta ilustracja przedstawia sondę kosmiczną NASA Dual Asteroid Redirection Test (DART) przed uderzeniem w układ podwójny asteroid Didymos. Źródło: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Głazy często nie są fragmentami małej asteroidy powstałej w wyniku uderzenia. Były już rozproszone po powierzchni asteroidy, co było widoczne na ostatnim zbliżeniu wykonanym przez sondę DART dwie sekundy przed uderzeniem, gdy znajdowało się zaledwie siedem mil od powierzchni.

Jewitt szacuje, że uderzenie usunęło około dwóch procent skał na powierzchni asteroidy. Mówi, że obserwacje głazów dokonane przez Hubble’a dają oszacowanie wielkości krateru uderzeniowego DART. „Głazy mogły zostać wydobyte z okręgu o średnicy około 160 stóp (szerokość boiska piłkarskiego) na powierzchni Dimorphos” – powiedział. Hera ostatecznie określi rzeczywisty rozmiar krateru.

Dimorphos mógł powstać z materii wyrzuconej w kosmos dawno temu przez dużą asteroidę Didymos. Ciało macierzyste mogło obrócić się zbyt szybko lub zgubić obiekt z powodu kolizji z innym obiektem, między innymi. Wyrzucony materiał utworzył pierścień, który połączył się grawitacyjnie, tworząc demorfozę. Spowodowałoby to powstanie stosu latających szczątków skalnych szczątków utrzymywanych razem przez stosunkowo słabą grawitację. Dlatego wnętrze nie jest solidne, ale ma fakturę podobną do kiści winogron.

Nie jest jasne, w jaki sposób głazy zostały podniesione z powierzchni asteroidy. Mogą być częścią pióropusza wyrzutu sfotografowanego przez Hubble’a i inne obserwatoria. A może fala sejsmiczna z uderzenia przeszła przez asteroidę – jak uderzenie młotkiem w dzwon – wstrząsając i usuwając szczątki powierzchniowe.

„Jeśli będziemy śledzić głazy w przyszłych obserwacjach Hubble’a, możemy mieć wystarczająco dużo danych, aby śledzić dokładne ścieżki głazów, a następnie zobaczyć, w jakim kierunku zostały wystrzelone z powierzchni” – powiedział Jewitt.

Zespoły DART i LICIACube (Light Italian CubeSat for Imaging Meteorites) badają głazy wykryte na zdjęciach zrobionych przez kamerę LICIACube LUKE (LICIACube Unit Key Explorer) w kilka minut po uderzeniu DART w ruch.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a to międzynarodowy projekt współpracy NASA i ESA. NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland zarządza teleskopem. Space Telescope Science Institute (STScI) w Baltimore w stanie Maryland jest gospodarzem operacji naukowych Hubble’a i Webba. STScI jest obsługiwany dla NASA przez Stowarzyszenie Uniwersytetów Badań Astronomicznych w Waszyngtonie.