A missão Double Asteroid Redirection Test (DART) da NASA foi bem-sucedida de uma perspectiva de defesa planetária, alterando com sucesso a órbita do asteroide. Mas a missão tinha um componente científico e ainda estamos examinando os detritos do impacto para determinar o que o impacto nos diz sobre o asteroide. Isso é difícil devido à distância do asteroide e à baixa quantidade de luz refletida pelos detritos.
Hoje, foi divulgado um artigo de uma equipe que analisou imagens dos impactos com o Telescópio Espacial Hubble. Eles desenterraram dezenas de rochas que juntas originalmente representariam 0,1% da massa de Dimorphos, o alvo do DART. E enquanto todos eles estão se movendo muito lentamente do local da colisão, alguns deles devem ser capazes de escapar da gravidade do sistema de asteroides duplos.
caminhos do rock
Imagens tiradas pelo DART pouco antes de seu desaparecimento indicam que Dimorphos era uma pilha de escombros, uma confusão de pedregulhos, pequenos pedregulhos e poeira mal mantidos juntos por sua atração gravitacional mútua. Então, o que acontece quando um objeto relativamente rígido, como a espaçonave DART, atinge um asteróide em alta velocidade?
Por um tempo, a resposta foi “muita poeira”. As primeiras imagens mostram muito material saindo dos asteróides, dispersando-se pelo espaço e formando uma longa “cauda” impulsionada pela pressão da radiação solar. Mas com o tempo, detritos suficientes foram removidos para que o Hubble pudesse obter uma imagem clara de quaisquer objetos maiores que tivessem sido obscurecidos pela poeira – ou melhor, várias imagens claras.
O desafio disso é que esses objetos grandes ainda serão muito pequenos e refletirão muito pouco na forma de luz solar. Como resultado, eles geralmente aparecem como minúsculos pontos de luz e são indistinguíveis dos raios cósmicos que atingem o detector ou das estrelas de fundo que se movem pelo campo de visão do Hubble durante a geração de imagens.
Portanto, as imagens do Hubble tiveram que ser expostas por muito tempo para capturar luz suficiente, e os pesquisadores combinaram múltiplas exposições que o Hubble havia feito em diferentes pontos de sua órbita ao redor da Terra (o que exigiu que eles reorientassem a imagem para que todos mostrassem a área equivalente do mesmo ângulo). A luz que aparecia apenas em uma ou algumas imagens foi descartada, eliminando parte do ruído.
Uma vez que as exposições foram combinadas, os pesquisadores puderam identificar quase 40 objetos que estavam se movendo junto, mas divergindo do sistema Didymus/Dimorphus. Apenas os mais brilhantes são mostrados nas imagens individuais.
Movimento pequeno e lento
Com base na quantidade de luz que eles refletem, os pesquisadores estimam que as rochas que eles veem estão dentro de 4 a 7 metros. Isso é baseado na refletância média dos asteróides pais; Quaisquer rochas mais escuras ou mais brilhantes obviamente irão prejudicar essas estimativas. Os pesquisadores também usam uma estimativa de densidade monolítica baseada em asteróides intactos para descobrir as prováveis massas das rochas. Coletivamente, estima-se que eles carregaram cerca de 0,1% da massa de Dimorphos antes do impacto.
Com base na distância do local de impacto, foi possível estimar suas velocidades. Tudo muito lento. Mesmo as rochas mais rápidas se movem a menos de um metro por segundo, o que significa quase quatro horas para percorrer um quilômetro do local do impacto. E a velocidade mais lenta é apenas uma fração dessa velocidade.
Mas devido à gravidade muito fraca do sistema duplo de asteróides de onde vêm, os objetos de alta velocidade seriam capazes de escapar da força da gravidade. Na verdade, a população de rochas pode ser dividida aproximadamente ao meio, com a metade mais rápida alcançando a velocidade de escape.
A combinação de massa e velocidade permitiu aos autores estimar a energia cinética total que essas rochas levaram da colisão. Comparado com a energia fornecida pelo DART, é muito pequeno, cerca de 0,003 por cento da energia fornecida pelo DART.
Uma vez que Dimorphos é uma pilha de entulho, não há razão para acreditar que este seja um produto do DART destruindo uma pedra maior com o impacto. Em vez disso, Dimorphos são construídos a partir de rochas previamente despedaçadas por colisões no passado distante. O DART apenas libertou alguns deles da atração gravitacional da pilha de escombros. Com base em imagens pré-impacto de Dimorphos, os pesquisadores estimam que as rochas ocupariam coletivamente cerca de 2% da superfície do asteroide. Isso corresponde ao DART explodindo uma cratera de cerca de 50 metros de diâmetro.
A cratera provavelmente seria menor se o DART transmitisse energia sísmica suficiente para soltar material de outras partes do asteróide. Mas como se espera que as pilhas de entulho sejam muito porosas, é improvável que a energia sísmica chegue muito longe nelas.
De qualquer forma, teremos uma imagem mais clara das coisas assim que a sonda HERA da Agência Espacial Européia chegar ao asteróide para um estudo de acompanhamento. Você só precisa ter paciência, porque isso não deve acontecer nos próximos três anos.
Astrophysical Journal Letters, 2023. DOI: 10.3847/2041-8213/ace1ec (sobre DOIs).
