Орбитата и формата на астероид се промениха след удар с DART

След историческия тест на NASA за пренасочване на астероиди, проучване, ръководено от JPL, показа, че формата на астероида Dimorphos се е променила и орбитата му се е свила.

Когато DART (Double Asteroid Redirection Test) на NASA умишлено се разби в астероид с ширина 170 метра на 26 септември 2022 г., той остави своя отпечатък по повече от един начин. Демонстрацията показа, че кинетичен удрящ елемент може да отклони опасен астероид, ако такъв в бъдеще поеме курс към Земята. Ново проучване, публикувано в Planetary Science Journal, показва, че сблъсъкът е променил не само движението на астероида, но и неговата форма.

Целта на DART е астероидът Диморф, който обикаля около по-голям астероид близо до Земята, наречен Дидим. Преди удара Диморф има грубо симетрична форма на „сплеснат сфероид“ – като смачкана топка, която е по-широка, отколкото е висока. С добре дефинирана кръгова орбита на разстояние от около 1189 метра от Дидим, на Диморф му бяха необходими 11 часа и 55 минути, за да завърши един кръг около Дидим.

Доклад за щетите

„След сблъсъка с DART, нещата станаха много интересни“, каза Шантану Найду, навигационен инженер в Лабораторията за реактивни двигатели (JPL) на NASA в Южна Калифорния, който ръководи проучването. „Орбитата на Диморф вече не е кръгла. Неговият орбитален период (времето, необходимо за извършване на една обиколка) сега е с 33 минути и 15 секунди по-кратък. И цялата форма на астероида се е променила, от сравнително симетричен обект до „триаксиален елипсоид“ – като продълговата диня.“

Екипът на Найду използва три източника на данни при своите компютърни модели, за да заключи какво се е случило с астероида след удара. Първият източник беше на борда на DART. Космическият кораб засне изображения, когато се приближи до астероида и ги изпрати обратно на Земята чрез Deep Space Network (DSN) на NASA. Тези изображения предоставят измервания в близък план на пропастта между Дидим и Диморф, като същевременно измерват размерите и на двата астероида точно преди удара.

Вторият източник на данни беше Goldstone Solar System Radar на DSN, разположен близо до Барстоу, Калифорния. Toй отрази радиовълни от двата астероида, за да измери точно позицията и скоростта на Диморф спрямо Дидим след удара. Радарните наблюдения бързо помогнаха на изследователите от NASA да заключат, че ефектът на DART върху астероида значително надхвърля минималните очаквания.

Най-важният източник на данни

Третият и най-важен източник на данни са наземните телескопи по света, които измерват „светлинната крива“ на двата астероида или как слънчевата светлина, отразяваща се от повърхностите на астероидите, се променя с времето. Чрез сравняване на кривите на светлината преди и след удара, изследователите могат да научат как DART е променил движението на Диморф. Докато Диморф обикаля, той периодично минава пред и след това зад Дидим. Поради това единият астероид хвърля сянка върху другия и блокира нашия поглед от Земята. И в двата случая телескопите регистрират временно затъмняване.

„Използвахме времетраенето на тази поредица от спадове на светлинната крива, за да изведем формата на орбитата и тъй като нашите модели бяха толкова чувствителни, успяхме да получим информация и за формата на астероида“, каза Стив Чесли, старши научен сътрудник в JPL и съавтор на изследването. Екипът установи, че орбитата на Диморф сега е леко удължена или ексцентрична. „Преди удара“, продължи Чесли, „спадовете на светлината се случваха редовно, доказвайки кръговата орбита. След удара имаше много леки разлики във времето, показващи, че тя се е изкривила. Никога не сме очаквали да получим такава точност.“ Моделите са толкова прецизни, че дори показват как Диморф се люлее напред-назад, докато обикаля около Дидим.

Орбитална еволюция

Моделите на екипа също така изчисляват как се е развил орбиталният период на Диморф. Веднага след удара DART намали средното разстояние между двата астероида, съкращавайки орбиталния период на Диморф с 32 минути и 42 секунди до 11 часа, 22 минути и 37 секунди.

През следващите седмици орбиталният период на астероида продължи да се съкращава, тъй като Диморф загуби повече скалисто вещество в космоса, като накрая се установи, че орбиталният период е станал 11 часа, 22 минути и 3 секунди – 33 минути и 15 секунди по-кратък, отколкото преди удара. Това изчисление е с точност до 1½ секунди. Диморф сега има средно разстояние до Дидим от около 1152 метра – около 37 метра по-близо, отколкото преди удара.

„Резултатите от това проучване са сходни с други, които се публикуват“, каза Том Статлър, водещ изследовател на малки тела в Слънчевата система в централата на NASA във Вашингтон. „Виждайки как отделни групи анализират данните и независимо стигат до едни и същи заключения, е отличителен белег на солиден научен резултат. DART не само ни показва пътя към технология за отклоняване на астероиди, но и разкрива ново фундаментално разбиране за това какво представляват астероидите и как се държат.“