La cola masiva creada por la colisión de una nave espacial y un asteroide a principios de este año está desbloqueando información clave sobre las rocas espaciales y cómo manejar cualquier roca de este tipo que algún día pueda amenazar a la Tierra.
La misión Prueba de Redirección de Doble Asteroide (DART) de la NASA se estrelló contra una pequeña roca espacial llamada Dimorphos a fines de septiembre en preparación para la posibilidad de que los humanos algún día quieran desviar un asteroide en curso de colisión con la Tierra. A las pocas semanas del impacto, el equipo de DART anunció que el impacto recortó 32 minutos de la órbita de Dimorphos alrededor de su compañero más grande, Didymos, en el rango alto de las estimaciones previas al lanzamiento del equipo. Los científicos ahora están compartiendo hallazgos adicionales sobre el impacto durante la conferencia anual de la Unión Geofísica Estadounidense que tendrá lugar esta semana en Chicago y en línea.
“DART ha sido un gran éxito”, dijo Tom Stadtler, científico del programa de la misión DART, durante una conferencia de prensa celebrada el jueves (15 de diciembre) junto con la reunión. “He visto estos resultados, sé que son extremadamente geniales”.
Muchos de los nuevos resultados se centran en la impresionante cola de cometa producida por los escombros del impacto. Los científicos de la misión no estaban seguros de antemano de cuántos escombros crearía la colisión de DART, pero el impacto no decepcionó.
Y los científicos tenían un asiento en primera fila, gracias al autostopista italiano de la nave espacial DART, Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids (LICIACube), que estaba equipado con dos cámaras y se desplegó 15 días antes del impacto de DART, lo que le permitió volar más allá de Dimorphos solo tres minutos después del impacto. Las fotografías de la diminuta nave espacial muestran un gran desorden cósmico, con nubes de material saliendo de la roca espacial.
“Las imágenes fueron realmente impresionantes”, dijo Alessandro Rossi, miembro del equipo científico de LICIACube y científico del Instituto di Fisica Applicata Nella Carrara en Italia, durante la conferencia de prensa. “No esperábamos algunas de las características que vemos”.
Los científicos todavía están analizando los datos de LICIACube, pero las imágenes capturadas por sus dos cámaras pueden ofrecer una idea de qué tan grandes son ciertos escombros, qué tan rápido viajan y más, dijo Rossi. Los investigadores incluso creen que pueden ver los escombros proyectando una sombra sobre las órbitas del asteroide más grande Dimorphos, Didymos.
Los escombros ofrecen una idea de la estructura del asteroide, ya que un asteroide de roca sólida produciría mucha menos eyección que un asteroide hecho de rocas agrupadas: imagina una pelota de tenis rebotando en el pavimento en comparación con tirarla a una caja de arena.
Además, la eyección ha resuelto un misterio clave sobre Dimorphos y Didymos. Los científicos sospechaban que las dos rocas espaciales estarían hechas de un material similar, pero no tenían forma de probar esa teoría, ya sea cuando la nave espacial aceleró hacia su destino o mediante el uso de telescopios terrestres, ninguno de los cuales es lo suficientemente potente como para ver. Dimorphos directamente.
Antes del impacto, los científicos podrían usar la luz que vieron del sistema para analizar la composición del par de rocas espaciales en general, sabiendo que casi toda esa luz provenía de Didymos. Pero en datos similares tomados justo después del impacto, son los escombros que salen volando de Dimorphos los responsables de la mayor parte de la luz.
La comparación de las dos firmas de luz mostró que, aunque aparecen algunas ligeras diferencias, el material parece ser bastante similar entre los dos asteroides. “Estamos muy emocionados de ver que estos dos objetos son de hecho similares en composición”, dijo durante la conferencia de prensa Cristina Thomas, científica planetaria de la Universidad del Norte de Arizona que dirige el grupo de trabajo de observaciones DART.
Los científicos estudiarán la cola fresca de Dimorphos durante bastante tiempo, incluida la profundización en las observaciones tomadas en los días posteriores a la colisión, la recopilación de nuevos datos para ver cómo cambia la pluma con el tiempo y la comparación de las observaciones desde diferentes puntos de vista.
“Tenemos una visión de la columna de eyección de cerca, tenemos una visión desde el suelo, tenemos la visión del Telescopio Espacial Hubble, del Telescopio Espacial James Webb”, dijo Rossi. “Entonces, tenemos muchas geometrías diferentes para comparar, y esto nos permite caracterizar claramente la columna de eyección desde muchos puntos de vista”.
Crujiendo los números
Durante la conferencia de prensa, los científicos también compartieron dos números clave que han calculado desde la colisión.
Primero, han comenzado a estimar cuántos escombros salieron volando del asteroide: al menos 2,2 millones de libras (1 millón de kilogramos) y posiblemente hasta 22 millones de libras (10 millones de kg). Dada la masa total de Dimorphos de quizás 11 mil millones de libras (5 mil millones de kg), la roca podría haber perdido solo el 0,2% de su material, incluso si la estimación más alta resulta correcta.
“Estamos hablando de una fracción muy, muy pequeña”, dijo en la conferencia de prensa Andy Rivkin, científico planetario del Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins y codirector de DART.
El segundo número va al núcleo del propósito de la misión DART. DART no se trataba de ver el interior de un asteroide, se trataba de la defensa planetaria. Esto implica buscar asteroides en órbitas que se cruzan con la de la Tierra y calcular si los dos cuerpos podrían encontrarse alguna vez en el mismo lugar al mismo tiempo.
Si los científicos alguna vez detectan un asteroide considerable que represente una amenaza real, los humanos podrían tratar de intervenir acelerando la órbita del asteroide alrededor del sol para que pierda su cita con la Tierra. DART probó una técnica para eso, llamada impacto cinético, un nombre elegante para golpear el asteroide con un objeto pesado y de movimiento rápido.
Sin embargo, los científicos no tienen una idea lo suficientemente buena de cómo las características de un asteroide y de una colisión podrían interactuar para producir un cambio específico en el impulso de la roca en el espacio, lo que dificulta saber qué tamaño de nave espacial lanzar, por ejemplo.
Los científicos usan un número crucial, llamado “factor de transferencia de impulso” o beta, para describir qué tan efectivo es el impacto de un asteroide. Si una nave espacial golpea un asteroide de frente en una colisión que no produce ningún desecho, la roca espacial tomará exactamente el impulso que tenía la nave espacial cuando se estrelló, una beta de 1.
Una gran cantidad de características pueden afectar el factor beta, ya sea que la nave espacial golpee un parche liso o una gran roca, por ejemplo, la estructura interna del asteroide y el material del que está hecho el asteroide, pero dejemos eso a un lado por simplicidad.
Los escombros que salen disparados del asteroide hacia el espacio le dan al asteroide un impulso adicional, aumentando gradualmente el factor beta del impacto. Y los científicos ahora han calculado el factor beta del impacto de DART en 3,6. Ese valor significa que el asteroide tomó más del triple del impulso que tendría en un impacto limpio, y que los escombros creados por el impacto afectaron al asteroide incluso más que a la propia nave espacial.
“Esta es una muy buena noticia para la técnica de impacto cinético”, dijo Andy Cheng, líder del equipo de investigación DART en el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins, durante la conferencia de prensa. “Al menos en el caso de DART, el impacto cinético en el objetivo fue realmente eficiente para cambiar la órbita del objetivo”.
El cálculo también brinda a los científicos datos del mundo real muy necesarios para comprender cómo las características de un asteroide afectan la transferencia de impulso, datos que son cruciales para determinar cuán masiva debe ser una nave espacial de impacto cinético para evitar una catástrofe. El sucesor de DART, la nave espacial Hera de la Agencia Espacial Europea, actualmente programada para lanzarse en 2024, también desempeñará un papel clave aquí después de que llegue (mucho más suavemente) al par de asteroides para estudiar de cerca a Dimorphos y Didymos.
“A lo que estamos tratando de llegar es a tener la capacidad de observar un asteroide, tanto desde el suelo o tal vez con una misión de reconocimiento, e inferir cuál será la respuesta si desplegamos un impactador cinético contra él”, dijo Stadtler.
A pesar de los hallazgos intrigantes en términos de ciencia y defensa planetaria, el equipo de la misión enfatizó que estaban lejos de terminar el proyecto.
“Desde aquí, ahora, podemos llegar a nuestra lista de sueños, donde podemos comenzar a pensar en los efectos dinámicos realmente complicados que se predijeron, que no estábamos seguros de poder observar porque nunca hecho esto antes”, dijo Thomas. “Esperamos más observaciones que nos permitan estudiar las cosas con gran detalle, y creo que es un lugar realmente emocionante para estar”.
Con información de Space.com
