Εγγραφείτε στο επιστημονικό ενημερωτικό δελτίο του CNN στο Wonder Theory. Εξερευνήστε το σύμπαν με νέα σχετικά με συναρπαστικές ανακαλύψεις, επιστημονικές προόδους και πολλά άλλα.
Όταν το διαστημικό σκάφος δοκιμής διπλής ανακατεύθυνσης αστεροειδών της NASA συνετρίβη σκόπιμα στον αστεροειδή Dimorphos τον Σεπτέμβριο του 2022, η πρόσκρουση μπορεί να προκάλεσε μια «παγκόσμια παραμόρφωση» του διαστημικού βράχου, σύμφωνα με νέα έρευνα.
Ο στόχος της αποστολής DART ήταν να διεξαχθεί μια ολοκληρωμένη δοκιμή τεχνολογίας εκτροπής αστεροειδών για λογαριασμό της πλανητικής άμυνας και να διαπιστωθεί εάν μια κινητική πρόσκρουση – όπως ένα διαστημόπλοιο που χτυπά έναν αστεροειδή με ταχύτητα 13.645 μίλια την ώρα (6,1 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο) – είναι δυνατή . – θα ήταν αρκετό για να αλλάξει η κίνηση ενός ουράνιου αντικειμένου στο διάστημα.
Ο Δήμορφος είναι ένας σεληνιακός αστεροειδής που περιφέρεται γύρω από έναν μεγαλύτερο μητρικό αστεροειδή που ονομάζεται Δίδυμος. Κανένα από τα δύο δεν αποτελεί απειλή για τη Γη, αλλά το δυαδικό σύστημα αστεροειδών ήταν ο τέλειος στόχος για τη δοκιμή της τεχνολογίας εκτροπής, επειδή το μέγεθος του Dimorphos είναι συγκρίσιμο με αυτό των αστεροειδών που θα μπορούσαν να αποτελέσουν απειλή για τη Γη.
Από την ημέρα της πρόσκρουσης, οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν δεδομένα από επίγεια τηλεσκόπια για να προσδιορίσουν ότι το διαστημόπλοιο DART άλλαξε την τροχιακή περίοδο του Dimorphos – ή πόσο χρόνο χρειάζεται για να κάνει μια περιστροφή γύρω από το Δίδυμο – κατά περίπου 32 έως 33 λεπτά. Αλλά μια άλλη κρίσιμη πληροφορία που χρειάζεται για να κατανοήσουμε πώς να αποκρούσουμε τους αστεροειδείς που θα μπορούσαν να βρεθούν σε πιθανή πορεία σύγκρουσης με τη Γη στο μέλλον είναι η σύνθεση των διαστημικών πετρωμάτων.
Διαφορετικοί τύποι αστεροειδών που αποτελούν απειλή – είτε είναι σκληροί, βραχώδεις αστεροειδείς είτε σωροί συντριμμιών, που είναι ουσιαστικά χαλαροί σωροί βράχων που συγκρατούνται μεταξύ τους από τη βαρύτητα – θα απαιτούσαν διαφορετικές τεχνικές εκτροπής.
Η αποστολή DART τελείωσε με την πρόσκρουση, αλλά πριν συγκρουστεί με τον Dimorphos, το διαστημόπλοιο επέστρεψε μια απίστευτα λεπτομερή άποψη της καλυμμένης από ογκόλιθο επιφάνειας του μικρού αστεροειδούς, βοηθώντας τους ερευνητές να μάθουν περισσότερα για το πώς σχηματίστηκε ο διαστημικός βράχος.
Οι αστρονόμοι μπόρεσαν επίσης να κάνουν επακόλουθες παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια, καθώς και τον ιταλικό δορυφόρο LICIACube, ο οποίος παρακολούθησε εν συντομία την αποστολή DART και απεικόνισε τα επακόλουθα για 5 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα.
Οι παρατηρήσεις έδειξαν ότι η πρόσκρουση εκτόξευσε ένα τεράστιο σύννεφο συντριμμιών στο διάστημα.
Τώρα οι ερευνητές προχώρησαν στην έρευνα ένα βήμα παραπέρα μεταφέροντας όλα αυτά τα δεδομένα σε λογισμικό για να απαντήσουν σε βασικά ερωτήματα που απομένουν, όπως ο προσδιορισμός του τρόπου αντίδρασης του αστεροειδή στη σύγκρουση και του τύπου κρατήρα που έμεινε πίσω.
Αντί να σχηματίσει έναν απλό κρατήρα στον Δήμορφο, η πρόσκρουση DART αναμόρφωσε ολόκληρο τον αστεροειδή, δείχνουν τα αποτελέσματα. Μια μελέτη που περιγράφει τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκε τη Δευτέρα στο περιοδικό Nature Astronomy.
Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να προετοιμάσουν τους αστρονόμους για το τι θα βρουν όταν οι μελλοντικές αποστολές πετάξουν από το Dimorphos για να κατανοήσουν καλύτερα τις επιπτώσεις της τεχνολογίας εκτροπής αστεροειδών.
Αποκατάσταση του εφέ DART
Μια ομάδα ερευνητών μοντελοποίησε την πρόσκρουση χρησιμοποιώντας τον κώδικα φυσικής κρούσης υδροδυναμικών σωματιδίων εξομάλυνσης της Βέρνης για να καταλήξει στα αποτελέσματά της.
Είναι “ένα υπολογιστικό εργαλείο για την προσομοίωση γεγονότων κρούσης.” Οι κώδικες φυσικής κρούσεων γενικά είναι απαραίτητοι για τη μελέτη των συγκρούσεων και των διαδικασιών κρούσης. «Ενσωματώνουν διάφορα μοντέλα, συμπεριλαμβανομένων μοντέλων υλικού και μοντέλων πορώδους, για να αναπαραστήσουν με ακρίβεια τις φυσικές συνθήκες κατά τη διάρκεια συμβάντων κρούσης υψηλής ταχύτητας, όπως οι υψηλές πιέσεις και θερμοκρασίες», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Δρ. Sabina Raducan, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Τμήμα Διαστήματος και Πλανητών Φυσικών Επιστημών στο Ινστιτούτο Φυσικής του Πανεπιστημίου της Βέρνης στην Ελβετία.
Το λογισμικό έχει επικυρωθεί με την αναπαραγωγή άλλων κρούσεων, συμπεριλαμβανομένου του διαστημικού σκάφους Hayabusa2 της Ιαπωνίας που χτύπησε ένα μικρό χάλκινο κρουστικό εκκρεμές στον αστεροειδή Ryugu το 2019.
Η ομάδα διεξήγαγε 250 προσομοιώσεις για να αναδημιουργήσει τις πρώτες δύο ώρες μετά την πρόσκρουση του DART με βάση τα δεδομένα που είχε, διάφορους παράγοντες που δεν γνώριζαν, «όπως η πυκνότητα συσκευασίας των ογκόλιθων, η πυκνότητά τους, το πορώδες του υλικού κ.λπ. τη συνολική συνοχή του. Κάναμε επίσης κάποιες εύλογες υποθέσεις με βάση τις φυσικές ιδιότητες των μετεωριτών παρόμοιων με τους δίμορφους», είπε ο Raducan.
Μετά την εκτέλεση των προσομοιώσεων, η ομάδα εστίασε σε αυτό που ταίριαζε περισσότερο με τα αρχικά δεδομένα του DART.
Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι ο Δήμορφος είναι ένας σωρός συντριμμιών που αποτελείται από βραχώδες υλικό που έπεσε από τον αστεροειδή Δίδυμο και συγκρατείται από την ασθενή βαρύτητα.
«Στη Γη, η βαρύτητα είναι τόσο μεγάλη που οι κρατήρες σχηματίζονται για λίγο, δημιουργώντας μια τυπική γωνία κώνου κρατήρα περίπου 90 μοιρών», είπε ο Δρ. Ο Martin Jutzi, συν-συγγραφέας της μελέτης από το Ινστιτούτο Φυσικής του Πανεπιστημίου της Βέρνης, ο οποίος είναι επίσης συνεπικεφαλής της ομάδας εργασίας Hera Impact Physics, σε μια δήλωση. «Αυτό που είδαμε όταν το DART χτύπησε τον Dimorphos ήταν μια πολύ μεγαλύτερη γωνία κώνου εκτίναξης έως και 160 μοιρών, η οποία επηρεάστηκε κυρίως από το καμπύλο σχήμα της επιφάνειας του αστεροειδούς. Και ο κρατήρας συνέχισε να διαστέλλεται επειδή τόσο η βαρύτητα όσο και η υλική συνοχή είναι τόσο χαμηλή».
Ως αποτέλεσμα, ο κρατήρας ουσιαστικά μεγάλωσε για να περικλείει όλη τη Δήμορφο, αλλάζοντας εντελώς το σχήμα του αστεροειδούς.
Η αποστολή της Ήρας
Ο Raducan και ο Jutzi αποτελούν μέρος της ομάδας έρευνας που συμμετέχει στην αποστολή Hera της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, η οποία θα στείλει ένα διαστημικό σκάφος σε ένα ταξίδι για να παρατηρήσει τις συνέπειες της πρόσκρουσης DART τον Οκτώβριο και θα φτάσει στα τέλη του 2026. Μαζί με ένα ζευγάρι CubeSats, η αποστολή θα μελετήσει τη σύνθεση και τη μάζα του Dimorphos, καθώς και πώς άλλαξε λόγω της πρόσκρουσης και θα καθορίσει πόση ορμή μεταφέρθηκε από το διαστημόπλοιο στον αστεροειδή.
«Οι προσομοιώσεις μας υποδεικνύουν ότι το αρχικό σχήμα του ιπτάμενου δίσκου του Dimorphos είναι αμβλύ στην πλευρά της πρόσκρουσης: αν φανταστείτε ότι το Dimorphos αρχικά έμοιαζε με M&M σοκολάτας, τώρα φαίνεται σαν να έχει βγει μια μπουκιά από αυτό!» είπε ο Raducan.
Ο κιθαρίστας και αστροφυσικός των Queen Sir Brian May, μαζί με τη συνεργάτιδά του, χημικό μηχανικό και ερευνήτρια υλικών Claudia Manzoni, μοιράστηκαν επίσης στερεοσκοπικές εικόνες για να βοηθήσουν την ομάδα να μάθει περισσότερα για το γεγονός μεταμόρφωσης.
Η ομάδα εκτιμά ότι το 1% της συνολικής μάζας του Dimorphos πετάχτηκε στο διάστημα από την πρόσκρουση, ενώ το 8% της μάζας του αστεροειδούς πετάχτηκε γύρω.
«Η Ήρα πιθανότατα δεν θα μπορέσει να βρει έναν κρατήρα που άφησε το DART», είπε ο Ραντούκαν. «Αυτό που θα ανακαλύψει θα είναι ένα εντελώς διαφορετικό σώμα».
Για περισσότερες ειδήσεις και ενημερωτικά δελτία του CNN, δημιουργήστε έναν λογαριασμό στο CNN.com