تكشف بيانات VLT الجديدة المزيد عن آثار اصطدام DART مقابل كويكب – Ars Technica

في سبتمبر الماضي ، قام اختبار إعادة توجيه الكويكب المزدوج ، أو DART ، بتحطيم مركبة فضائية في كويكب ثنائي صغير يسمى Dimorphos ، ونجح في تغيير مداره حول رفيق أكبر. نحن الآن نتعلم المزيد عن تداعيات هذا الاصطدام ، بفضل ورقتين جديدتين البيانات التي تم جمعها من قبل المرصد الأوروبي الجنوبي تلسكوب كبير جدا. الأول، نشرت في فحصت مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية ، الحطام من الاصطدام لمعرفة المزيد عن تكوين الكويكب. الثاني، نشرت في ذكرت مجلة Astrophysical Journal Letters ، كيف غيّر التأثير سطح الكويكب.

كما ذكرنا سابقًا ، يبلغ قطر Dimorphos أقل من 200 متر ولا يمكن حله من الأرض. بدلاً من ذلك ، يبدو الكويكب الثنائي كجسم واحد من هنا ، حيث ينعكس معظم الضوء عن ديديموس الأكبر بكثير. ما يمكننا رؤيته ، مع ذلك ، هو أن نظام ديديموس يظلم بشكل متقطع. في معظم الأحيان ، يتم ترتيب الكويكبين بحيث تتلقى الأرض الضوء المنعكس عن كليهما. لكن مدار ديمورفوس يأخذها بشكل متقطع خلف ديديموس من منظور الأرض ، مما يعني أننا لا نتلقى سوى الضوء المنعكس من أحد الجسمين – وهذا يسبب التعتيم. من خلال قياس الفترات الزمنية للظلام ، يمكننا معرفة المدة التي يستغرقها ديمورفوس للدوران وبالتالي مدى تباعد الكويكبين.

قبل DART ، استغرق مدار ديمورفوس 11 ساعة و 55 دقيقة ؛ بعد التأثير ، يستغرق الأمر 11 ساعة و 23 دقيقة. بالنسبة لأولئك الذين يكرهون الرياضيات ، فإن هذا أقصر بـ 32 دقيقة (حوالي 4 بالمائة). تقدر ناسا أن المدار الآن أقرب “بعشرات الأمتار” من ديديموس. تم تأكيد هذا التحول المداري من خلال التصوير بالرادار. في وقت سابق من هذا الشهر ، نشرت مجلة Nature خمس أوراق بحثية أعادت بشكل جماعي بناء التأثير وعواقبه لشرح كيف كان لتصادم DART تأثير كبير. أشارت هذه النتائج إلى أن المصادمات مثل DART يمكن أن تكون وسيلة فعالة لحماية الكوكب من الكويكبات الصغيرة.

كانت أقرب الكاميرات (المسماة Luke and Leia) للتصادم على متن LICIACube ، وهو مكعب تم نقله إلى الفضاء على متن DART ثم تم فصله قبل أسابيع قليلة من الاصطدام. كان لدى LICIACube كاميرتان على متن الطائرة. في أكتوبر الماضي ، أصدرت وكالة الفضاء الإيطالية ، التي أدارت مهمة LICIACube ، العديد من الصور المبكرة ، بما في ذلك مشهد بعيد للتصادم ، ولقطات مقربة بعد فترة وجيزة ، وصور متحركة تظهر السطوع المفاجئ بعد الاصطدام الذي أدى إلى تناثر المواد في الفضاء.

التقط مشروع أطلس وأحد تلسكوبات مرصد لاس كومبريس صورًا لنظام ديديموس / ديمورفوس وهو يتحرك بهدوء في نجوم الخلفية الماضية من منظور الأرض (مع انعكاس معظم الضوء على ديديموس الأكبر بكثير). في لحظة الاصطدام ، سطع الجسم بشكل ملحوظ ، مع انتقال الحطام تدريجياً إلى جانب واحد من الكويكبات.

لماذا دراسة الحطام مهم؟ الكويكبات هي آثار من وقت إنشاء نظامنا الشمسي ، لذا يمكنهم إخبار علماء الفلك بشيء عن التاريخ المبكر لركننا من الكون. لكن أسطح الكويكبات القريبة من الأرض تتعرض للاصطدام بالنيازك الصغيرة والرياح الشمسية أثناء تحركها عبر النظام الشمسي. هذا يسبب تآكلًا ، أو “تجوية الفضاء” ، لذا فإن النظر إلى سطح الكويكب لا يخبرنا بالضرورة عن كيفية تشكله. كان من المتوقع أن يؤدي تأثير DART إلى طرد المواد الأصلية تحت القشرة المتغيرة لديمورفوس ، مما يمنح علماء الفلك لمحة أفضل عن ماضي الكويكب.

في صور تلسكوب هابل الفضائي ، ظهرت مادة الحطام كأشعة ممتدة من قلب النظام ، وازداد حجمها وعددها على مدار ثماني ساعات بعد ذلك. أظهرت صورة أخرى من هابل التطور المستمر للحطام الذي تم دفعه بعيدًا بما يكفي عن الكويكبات ليكون خاليًا من جاذبيتها ومنذ ذلك الحين تم دفعه بعيدًا عن الكويكبات (التي لا تزال تتحرك حول الشمس) بواسطة ضوء الشمس. أظهر ذلك انقسامًا لافتًا في “الذيل” الذي شكله هذا الحطام. قام تلسكوب ويب أيضًا بتصوير التصادم ، حيث أظهر أعمدة مميزة من المواد المنبعثة من الكويكب.

الآن العلماء المسلحين ببيانات VLT يزنون أيضًا. قام مؤلفو ورقة علم الفلك والفيزياء الفلكية بتتبع كيفية تطور سحابة الحطام بمرور الوقت مع المستكشف الطيفي متعدد الوحدات (MUSE) ، تلسكوب مزود بنظام بصري تكيفي مدعوم بالليزر لإنشاء نجوم صناعية في سماء الليل. يساعد هذا في تصحيح الاضطرابات الجوية للحصول على صور أكثر وضوحًا.

وجد الفريق أنه قبل الاصطدام ، كانت سحابة الحطام أكثر زرقة من الكويكب ، مما يشير إلى أنها كانت مكونة من جزيئات دقيقة للغاية. ولكن بعد الاصطدام ، تشكلت كتل ، ولوالب ، وذيل طويل. من المحتمل أن تكون اللوالب والذيل مكونة من جسيمات أكبر لأنها أصبحت الآن أكثر احمرارًا من سحابة الحطام الأولية. على الرغم من أنها كانت لقطة طويلة ، كان الفريق يأمل أن يساعدهم MUSE أيضًا في اكتشاف البصمات الكيميائية للأكسجين أو الماء القادم من الجليد على وجه الخصوص. لكنهم جاءوا فارغين.

“من غير المتوقع أن تحتوي الكويكبات على كميات كبيرة من الجليد ، لذا فإن اكتشاف أي أثر للمياه سيكون مفاجأة حقيقية” ، قال المؤلف المشارك Cyrielle Opitom من جامعة ادنبره. أما بالنسبة لعدم العثور على أي آثار للوقود ، “فقد علمنا أنها كانت بعيدة المدى ، حيث أن كمية الغاز التي ستترك في الدبابات من نظام الدفع لن تكون ضخمة. علاوة على ذلك ، فإن بعضها قد يكون قد سافر بعيدًا جدًا اكتشفها باستخدام MUSE في الوقت الذي بدأنا في المراقبة “.

ركز مؤلفو ورقة مجلة Astrophysical Journal Letters على دراسة كيفية تغيير تأثير DART لسطح الكويكب ، باستخدام أداة قياس الطيف (FORS2) المصممة لقياس مستوى استقطاب ضوء الشمس المتناثر ، أي عندما تتأرجح موجات الضوء على طول مفضل الاتجاه وليس بشكل عشوائي.

“عندما نلاحظ الأجسام في نظامنا الشمسي ، فإننا ننظر إلى ضوء الشمس الذي يتناثر على سطحها أو بواسطة غلافها الجوي ، والذي يصبح مستقطبًا جزئيًا ،” قال المؤلف المشارك ستيفانو باجنولو، عالم الفلك في مرصد أرماغ والقبة السماوية في المملكة المتحدة. “تتبع كيفية تغير الاستقطاب مع اتجاه الكويكب بالنسبة لنا ويكشف الشمس عن بنية سطحه وتكوينه.“

باجنولو وآخرون. وجدت أن مستويات الاستقطاب انخفضت فجأة بعد التأثير ، بينما زاد السطوع الكلي. يقترح المؤلفون أن هذا قد يكون دليلاً على أن الاصطدام تسبب في إطلاق المزيد من المواد النقية من داخل الكويكب لأن هذه المادة لم تكن لتتعرض للرياح الشمسية والإشعاع. بدلاً من ذلك ، قد يكون التأثير قد حطم جزيئات السطح الكبيرة ورش شظايا أصغر في سحابة الحطام لأن الأجزاء الأصغر ستعكس الضوء بشكل أكثر كفاءة ولكنها لن تستقطب الضوء كثيرًا.

DOI: علم الفلك والفيزياء الفلكية ، 2023. 10.1051 / 0004-6361 / 202345960 (حول DOIs).

DOI: رسائل مجلة الفيزياء الفلكية ، 2023. 10.3847 / 2041-8213 / acb261 (حول DOIs).