Data publicarii 24 Oct 2022

În noaptea de marți 27 septembrie 2022 la ora 2:15 ora României sonda spațială DART (Double Asteroid Redirection Test, test de redirecționare a unui asteroid binar) a lovit controlat asteroidul Dimorphos. Acesta a fost primul experiment al umanității pentru modificarea orbitei unui asteroid. Evenimentul a fost transmis live pe website-ul dedicat acestei misiuni https://dart.jhuapl.edu/, conținutul fiind preluat de diferite canale media făcând astfel înconjurul lumii. Imaginile prezentate au provenit de la camera denumită DRACO, un instrument constând dintr-un telescop cu apertura de 208 mm, un senzor de tip CMOS și un procesor performant de imagini, toate aflate la bordul misiunii spațiale. Pe măsură apropierii de asteroid, acesta a devenit dintr-un pixel luminos o lume în miniatură cu o suprafață accidentată și acoperită de bolovani.

Credit: NASA/Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, misiunea DART

În urma impactului o cantitate considerabilă de praf a fost împrăștiată în spațiu. Aceste jeturi de praf au putut fi fotografiate de către instrumentele aflate pe LICIAcube (un satelit de tip cube-sat al misiuni transportat cu scopul de a lua imagini post-impact) și, la scurt timp, de către telescoapele aflate pe Pământ.

Pentru a studia fenomenele fizice asociate cu acest impact s-au folosit cele mai mari telescoape disponibile, incluzând cele patru VLT-uri (Very Large Telescope, o unitate având apertura de 8.2m) și telescopul spațial Hubble. Jeturile de praf rezultate în urma ciocnirii s-au întins pe mii de kilometri. Rămășițele acestora pot fi observate prin telescoape și azi (la 3 săptămâni de la eveniment).

Dimorphos face parte dintr-un sistem format de fapt din două obiecte. Obiectul mai mic este Dimorphos și orbitează în jurul asteroidului principal numit Didymos în 11 ore și 55 de minute. Numele acestui sistem binar are numărul 65803 în catalogul asteroizilor cunoscuți. Diametrul estimat pentru Dimorphos a fost de 160 m, iar pentru Didymos de 780 m (pentru că cele două obiecte sunt neregulate, acestea sunt valori medii).

La momentul impactului sonda spațială a avut o viteză de 6,7 km/s și o masă de 550 kg.

Punând lucrurile într-o perspectivă de dimensiuni cotidiană putem compara coliziunea dintre sonda DART și asteroidul Dimorphos cu coliziunea dintre un pian de concert care se lovește de Promenada Sky Tower din București cu viteza de ~24000 km/oră.

Asteroidul binar (65803) Didymos a fost selectat ca țintă pentru misiunea DART deoarece are structură și dimensiuni comparabile cu majoritatea asteroizilor apropiați orbitei terestre și care pe termen lung pot reprezenta un potențial pericol pentru noi.

Estimările actuale arată că obiecte de asemenea dimensiuni se ciocnesc cu Pământul o dată la ~20000 de ani iar o fracțiune semnificativă din cei care au acest ordin de mărime sunt încă necunoscuți (modelele actuale estimează că mai mult de 60%). Evitarea evenimentelor de acest fel este posibilă prin îmbunătățirea metodelor de detecție a asteroizilor potențial periculoși, prin dezvoltarea tehnologiei de deviere a acestora și prin proiectarea unor misiuni spațiale care să ne poată apăra de un eventual impact.

Pentru a determina rezultatele impactului a fost necesară monitorizarea curbei de lumină (variația strălucirii în raport cu timpul) a acestui asteroid binar. Acest lucru s-a făcut folosind o multitudine de telescoape terestre aflate pe diferite meridiane și latitudine geografice pentru a avea observații cât mai continue.

În acest context noi am realizat observații folosind două instrumente, telescopul având apertura de 0.25m T025-B24SB instalat în București la Institutul Astronomic al Academiei Române și telescopul de 1.5m Telescopio Carlos Sánchez (TCS) aflat în Observatorul din Teide, Tenerife, Spania.

La data impactului Didymos nu a fost vizibil din țara noastră fiind la declinații negative mari. Abia după 4 nopți, în dimineața zilei de 30 septembrie 2022, l-am putut observa folosind telescopul T025-BD4SB. Această observație a fost una dificilă deoarece asteroidul fiind pe cer la 16 grade altitudine deasupra orizontului în poluarea luminoasă a orașului București. Cu toate acestea am putut pune în evidență cozile uriașe de praf și orientarea acestora precum și variația strălucirii obiectului (Fig.1). Prezentăm mai jos clipul video care arată mișcarea aparentă a asteroidului (65803) Didymos printre stelele din constelația Eridanus. Telescopul T025-BD4SB este rezultatul colaborării între astronomii amatori de la Astroclubul București și astronomii profesioniști din cadrul grupului de planetologie de la Institutul Astronomic al Academiei Române.

Fig.1 Imagine de tip stack obținută prin combinarea a 99 de imagini individuale cu timpul de expunere 15 sec. Observație realizată folosind telescopul T025-BD4SB din cadrul Institutului Astronomic al Academiei Române. Din ceea ce știm până la data publicării acestui articol, aceasta este prima imagine a asteroidului post-impact obținută din țara noastră.

În paralel, pentru a obține rezultate cu un grad înalt de precizie, am efectuat și observații folosind telescopul Carlos Sánchez aparținând Institutului de Astrofizică din Insulele Canare. Un avantaj al acestui instrument este că poate face observații simultane prin patru filtre diferite și astfel se pot detecta schimbări de culoare a obiectelor țintă concomitent în filtrele de bandă largă Sloan g, r, i și z_s (acoperind domeniul vizibil și parte din infraroșu apropiat, respectiv 400 – 920 nm). Ca un prim rezultat preliminar prezentăm imaginea obținută prin combinarea expunerilor individuale obținute cu filtrele g, r și i.

Imagine track&stack color obținută din filtrele g, r și i

128 cadre x 15 secunde

Data 30 septembrie 2022, T04:12-20-05:04:45 UTC

Telescop Carlos Sanchez, 1.52 metri, MUSCAT2 camera, Institutul de Astrofizică al Andaluziei

Credit imagine: Dr. Marcel Popescu & Daniel Berteșteanu

În lunile care urmează vom continua monitorizarea sistemului (65803) Didymos folosind cele două telescoape pentru a înțelege fenomenele fizice ce au avut loc la momentul impactului și ulterior. Datele obținute până acum au fost prezentate în cadrul grupurilor științifice ale misiunii DART și ajută la caracterizarea post-impact a acestui sistem binar.

În ziua de 12 octombrie 2022, în urma analizei datelor de observație provenite de la telescoape din întreaga lume NASA a anunțat că perioada orbitală al lui Dimorphos în jurul lui Didymos a fost modificată cu 32 de minute (+/- 2minute), fiind acum de 11 ore și 23 de minute, ca urmare a impactului sondei DART. Astfel, această misiune ne-a arătat că într-adevăr se poate modifica semnificativ orbita unui asteroid prin metoda impactului cinetic ceea ce va ajuta la proiectarea de misiuni asemănătoare care să împiedice în viitor coliziunea vreunui asteroid periculos cu Pământul.

Sonda spațială DART a fost observată de noi în data de 25 noiembrie 2021 la o zi după lansare fiind printre ultimele imagini cu ea obținute cu telescoapele de pe pământ. Articolul ce descrie această observație se poate citi la linkul următor:

https://www.astroclubul.ro/observarea-misiunii-spatiale-double-asteroid-redirection-test-dart-de-marcel-popescu-daniel-bertesteanu-si-octavian-blagoi/

Autori:

Daniel Berteșteanu

Dr. Marcel Popescu

18 octombrie 2022