El impacto del asteroide DART creó un campo de escombros de rocas de 10,000 km – Ars Technica

La misión Double Asteroid Redirect Test (DART) de la NASA fue un éxito desde la perspectiva de la defensa planetaria, ya que cambió con éxito la órbita de un asteroide. Pero la misión tenía un elemento científico, y todavía estamos revisando los escombros de la colisión para determinar qué nos dice el impacto sobre el asteroide. Esto es difícil debido a la distancia del asteroide y la poca cantidad de luz que se refleja en los escombros.

Hoy, un equipo publicó un artículo que analizó las imágenes de las secuelas utilizando el Telescopio Espacial Hubble. Vieron docenas de rocas que, en conjunto, representaban originalmente el 0,1 % de la masa de Dimorphos, el objetivo de DART. Y aunque todos se están moviendo muy lentamente desde el lugar de la colisión, algunos de ellos deberían lograr escapar de la gravedad del sistema dual de asteroides.

golpeando piedras

Las imágenes tomadas por DART inmediatamente antes de su desaparición sugieren que Dimorphos era un montón de escombros, una mezcla de guijarros, pequeñas rocas y polvo que apenas se mantenían unidos por su atracción gravitatoria 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 de los asteroides, esparciéndose por el espacio y formando una larga «cola» empujada por la presión de la radiación del Sol. Pero con el tiempo, los escombros se disiparon lo suficiente como para que Hubble pudiera obtener una imagen clara de cualquier objeto más grande que hubiera sido oscurecido por el polvo, o más bien, varias imágenes claras.

El desafío con esto es que estos objetos más grandes aún serían muy pequeños y reflejarían muy poco en la forma de la luz solar. Como resultado, a menudo aparecen como pequeños puntos de luz y parecen indistinguibles de los rayos cósmicos que golpean el detector o las estrellas de fondo que se mueven a través del campo de visión del Hubble durante la toma de imágenes.

Entonces, las imágenes del Hubble tenían que ser largas exposiciones 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 desde el mismo ángulo). Se descartó la luz que solo aparecía en una o algunas de las imágenes, eliminando parte del ruido.

Después de combinar las exposiciones, los investigadores pudieron identificar alrededor de 40 objetos que se movían con el sistema Didymos/Dimorphos, pero que eran distintos. Solo los más brillantes son visibles en las imágenes individuales.

pequeño y lento

Según la cantidad de luz que reflejan, los investigadores estiman que las rocas que están observando tienen un diámetro de entre 4 y 7 metros. Esto se basa en la reflectividad promedio de los asteroides padres; obviamente, cualquier guijarro más oscuro o más brillante descartará estas estimaciones. Los investigadores también usan una estimación de densidad única basada en asteroides intactos para calcular las masas probables de las rocas. Colectivamente, se estima que transportan alrededor del 0,1% de la masa previa a la colisión de Dimorphos.

Con base en la distancia desde el sitio 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 significa que se tarda unas cuatro horas en recorrer un kilómetro desde el lugar del impacto. Y los más lentos son solo una fracción de esa velocidad.

Pero dada la gravedad increíblemente débil del sistema de asteroides dobles del que proceden, los objetos de alta velocidad podrán escapar de la atracción gravitatoria. De hecho, la población de rocas se puede reducir aproximadamente a la mitad, y la mitad más rápida alcanza la velocidad de escape.

La combinación de masa y velocidad permite a los autores estimar la energía cinética total transportada por la colisión de estas rocas. En comparación con la energía proporcionada por DART, es bastante pequeña, alrededor del 0,003 % de la energía proporcionada por DART.

Dado que Dimorphos es un montón de escombros, no hay razón para pensar que son el producto de DART que rompió una roca más grande al impactar. En cambio, Dimorphos se construyó a partir de rocas que se rompieron previamente por colisiones en el pasado lejano; DART acaba de liberar algunos de ellos de la gravedad de la pila de escombros. Con base en las imágenes previas al impacto de Dimorphos, los investigadores estiman que las rocas en conjunto ocuparían alrededor del 2% de la superficie del asteroide. Esto es consistente con la voladura de DART en un cráter de unos 50 metros de diámetro.

El cráter podría haber sido más pequeño si DART hubiera transmitido suficiente energía sísmica para desprender material de otras partes del asteroide. Pero dado que se espera que las pilas de escombros sean muy porosas, es poco probable que la energía sísmica viaje muy lejos hacia el interior.

De cualquier manera, tendremos una imagen más clara de las cosas una vez que la sonda HERA de la Agencia Espacial Europea llegue al asteroide para un estudio de seguimiento. Solo tenga paciencia, ya que esto no debería suceder en los próximos tres años.

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