L’impatto DART della NASA ha cambiato la forma e l’orbita dell’asteroide

La navicella spaziale DART della NASA entrerà in collisione con il corpo più piccolo del sistema di asteroidi binari Didymos nell’ottobre 2022. La missione Hera dell’ESA esaminerà “Didymoon” dopo l’impatto e valuterà come la sua orbita è stata modificata dalla collisione, per trasformare questo evento unico nel suo genere. sperimentare una tecnica di difesa planetaria praticabile. Credito: ESA–ScienceOffice.org

dopo di VASOLo storico test di reindirizzamento del doppio asteroide, a JPLUno studio condotto ha dimostrato che la forma dell’asteroide Dimorphos è cambiata e la sua orbita si è ridotta.

Quando il DART (Double Asteroid Redirection Test) della NASA si è schiantato deliberatamente contro un asteroide largo 170 metri (560 piedi) il 26 settembre 2022, ha lasciato il segno in più di un modo. La dimostrazione ha mostrato che un dispositivo di simulazione cinetico potrebbe deviare un asteroide pericoloso qualora uno si trovasse in rotta di collisione con la Terra. Ora un nuovo studio pubblicato su Giornale di scienze planetarie mostra che l’impatto ha cambiato non solo il movimento dell’asteroide, ma anche la sua forma.

L’obiettivo di DART, l’asteroide Dimorphos, orbita attorno a un asteroide vicino alla Terra più grande chiamato Didymos. Prima dell’impatto, Dimorphos aveva una forma “sferoidale oblata” approssimativamente simmetrica, come una palla schiacciata più larga che alta. Con un’orbita circolare ben definita a una distanza di circa 3.900 piedi (1.189 metri) da Didymos, Dimorphos ha impiegato 11 ore e 55 minuti per completare un giro attorno a Didymos.

“Quando DART ha avuto un impatto, le cose sono diventate molto interessanti”, ha affermato Shantanu Naidu, un ingegnere di navigazione presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California, che ha condotto lo studio. “L’orbita di Dimorphos non è più circolare: il suo periodo orbitale” – il tempo necessario per completare una singola orbita – “è ora più breve di 33 minuti e 15 secondi. E l’intera forma dell’asteroide è cambiata, da un oggetto relativamente simmetrico a un “ellissoide triassiale” – qualcosa di più simile a un cocomero oblungo”.

L’asteroide Dimorphos è stato catturato dalla missione DART della NASA appena due secondi prima che la navicella spaziale colpisse la sua superficie il 26 settembre 2022. Le osservazioni dell’asteroide prima e dopo l’impatto suggeriscono che si tratti di un oggetto “mucchio di macerie” poco compatto. Credito: NASA/Johns Hopkins APL

Rapporto sui danni di Dimorphos

Il team di Naidu ha utilizzato tre fonti di dati nei loro modelli computerizzati per dedurre cosa fosse successo all’asteroide dopo l’impatto. La prima fonte era a bordo di DART: la navicella spaziale ha catturato immagini mentre si avvicinava all’asteroide e le ha rimandate sulla Terra tramite il Deep Space Network (DSN) della NASA. Queste immagini hanno fornito misurazioni ravvicinate del divario tra Didymos e Dimorphos, misurando anche le dimensioni di entrambi gli asteroidi appena prima dell’impatto.

La seconda fonte di dati era il Goldstone Solar System Radar del DSN, situato vicino a Barstow, in California, che faceva rimbalzare le onde radio su entrambi gli asteroidi per misurare con precisione la posizione e la velocità di Dimorphos rispetto a Didymos dopo l’impatto. Le osservazioni radar hanno rapidamente aiutato la NASA a concludere che l’effetto di DART sull’asteroide ha superato di gran lunga le aspettative minime.

La terza e più significativa fonte di dati: telescopi terrestri in tutto il mondo che hanno misurato la “curva di luce” di entrambi gli asteroidi, ovvero il modo in cui la luce solare riflessa dalle superfici degli asteroidi è cambiata nel tempo. Confrontando le curve di luce prima e dopo l’impatto, i ricercatori hanno potuto scoprire come DART ha alterato il movimento di Dimorphos.

Cambiamento di forma dell'asteroide Dimorphos DART

Questa illustrazione mostra il cambiamento di forma approssimativo che l’asteroide Dimorphos ha subito dopo che DART lo ha colpito. Prima dell’impatto, a sinistra, l’asteroide aveva la forma di una palla schiacciata; dopo l’impatto ha assunto una forma più allungata, come un’anguria. Credito: NASA/JPL-Caltech

Mentre Dimorphos orbita, passa periodicamente davanti e poi dietro Didymos. In questi cosiddetti “eventi reciproci”, un asteroide può proiettare un’ombra sull’altro o bloccare la nostra vista dalla Terra. In entrambi i casi, un oscuramento temporaneo – un calo nella curva di luce – verrà registrato dai telescopi.

“Abbiamo utilizzato i tempi di questa serie precisa di cali della curva di luce per dedurre la forma dell’orbita e, poiché i nostri modelli erano così sensibili, siamo riusciti anche a capire la forma dell’asteroide”, ha affermato Steve Chesley, ricercatore senior. al JPL e coautore dello studio. Il team ha scoperto che l’orbita di Dimorphos è ora leggermente allungata o eccentrica. “Prima dell’impatto”, continuò Chesley, “gli orari degli eventi si sono verificati regolarmente, mostrando un’orbita circolare. Dopo l’impatto, ci sono state lievissime differenze temporali, a dimostrazione che qualcosa era di traverso. Non ci saremmo mai aspettati di ottenere questo genere di cose precisione.”

I modelli sono così precisi che mostrano persino che Dimorphos oscilla avanti e indietro mentre orbita attorno a Didymos, ha detto Naidu.

Evoluzione orbitale

I modelli del team hanno anche calcolato come si è evoluto il periodo orbitale di Dimorphos. Immediatamente dopo l’impatto, DART ha ridotto la distanza media tra i due asteroidi, accorciando il periodo orbitale di Dimorphos da 32 minuti e 42 secondi, a 11 ore, 22 minuti e 37 secondi.

Nelle settimane successive, il periodo orbitale dell’asteroide continuò ad accorciarsi man mano che Dimorphos perdeva più materiale roccioso nello spazio, stabilizzandosi infine a 11 ore, 22 minuti e 3 secondi per orbita: 33 minuti e 15 secondi in meno rispetto a prima dell’impatto. Questo calcolo è accurato entro 1 secondo e mezzo, ha detto Naidu. Dimorphos ora ha una distanza orbitale media da Didymos di circa 3.780 piedi (1.152 metri), circa 120 piedi (37 metri) più vicino rispetto a prima dell’impatto.

“I risultati di questo studio concordano con altri che sono in corso di pubblicazione”, ha affermato Tom Statler, scienziato capo dei piccoli corpi del sistema solare presso la sede della NASA a Washington. “Vedere gruppi separati analizzare i dati e giungere indipendentemente alle stesse conclusioni è un segno distintivo di un solido risultato scientifico. DART non solo ci sta mostrando il percorso verso una tecnologia di deflessione degli asteroidi, ma sta rivelando una nuova comprensione fondamentale di cosa sono gli asteroidi e di come si comportano”.

Questi risultati e le osservazioni dei detriti lasciati dopo l’impatto indicano che Dimorphos è un oggetto “mucchio di macerie” poco compatto, simile all’asteroide Bennu. La missione Hera dell’ESA (Agenzia spaziale europea), il cui lancio è previsto per ottobre 2024, si recherà sulla coppia di asteroidi per effettuare un’indagine dettagliata e confermare come DART ha rimodellato Dimorphos.

Riferimento: “Caratterizzazione orbitale e fisica di Asteroid Dimorphos Following the DART Impact” di Shantanu P. Naidu, Steven R. Chesley, Nicholas Moskovitz, Cristina Thomas, Alex J. Meyer, Petr Pravec, Peter Scheirich, Davide Farnocchia, Daniel J. Scheeres , Marina Brozovic, Lance AM Benner, Andrew S. Rivkin e Nancy L. Chabot, 19 marzo 2024, Il giornale delle scienze planetarie.
DOI: 10.3847/PSJ/ad26e7

Maggiori informazioni sulla missione

DART è stato progettato, costruito e gestito dal Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) a Laurel, nel Maryland, per l’Ufficio di coordinamento della difesa planetaria della NASA, che supervisiona gli sforzi in corso dell’agenzia nella difesa planetaria. DART è stata la prima missione dell’umanità a spostare intenzionalmente un oggetto celeste.

JPL, una divisione di Caltech a Pasadena, in California, gestisce il DSN per il programma SCaN (Space Communications and Navigation) della NASA all’interno della direzione della missione delle operazioni spaziali presso la sede dell’agenzia a Washington.

 
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