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| Esta serie de imágenes, tomadas con el instrumento MUSE en el Very Large Telescope de ESO, muestra la evolución de la nube de escombros que fue expulsada cuando la nave espacial DART de la NASA chocó con el asteroide Dimorphos. La primera imagen se tomó el 26 de septiembre de 2022, justo antes del impacto, y la última se tomó casi un mes después, el 25 de octubre. Durante este período se desarrollaron varias estructuras: cúmulos, espirales y una larga cola de polvo empujada por la radiación solar. La flecha blanca en cada panel marca la dirección del Sol. Dimorphos orbita un asteroide más grande llamado Didymos. La barra horizontal blanca corresponde a 500 kilómetros, pero los asteroides están a solo 1 kilómetro de distancia, por lo que no se pueden distinguir en estas imágenes. Las rayas de fondo que se ven aquí se deben al movimiento aparente de las estrellas de fondo durante las observaciones mientras el telescopio rastreaba el par de asteroides. Crédito: ESO/Opitom et al. |
Utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO, dos equipos de astrónomos han
observado las secuelas de la colisión entre la nave espacial Double Asteroid
Redirection Test (DART) de la NASA y el asteroide Dimorphos. El impacto
controlado fue una prueba de defensa planetaria, pero también dio a los
astrónomos una oportunidad única para aprender más sobre la composición del
asteroide a partir del material expulsado.
El 26 de septiembre de 2022, la nave espacial DART colisionó con el asteroide
Dimorphos en una prueba controlada de nuestras capacidades de desviación de
asteroides. El impacto tuvo lugar a 11 millones de kilómetros de la Tierra, lo
suficientemente cerca como para ser observado en detalle con muchos
telescopios. Los cuatro telescopios de 8,2 metros del VLT de ESO en Chile
observaron las secuelas del impacto, y los primeros resultados de estas
observaciones del VLT se han publicado ahora en dos artículos.
"Los asteroides son algunas de las reliquias más básicas de las que se crearon
todos los planetas y lunas de nuestro Sistema Solar", explica Brian Murphy,
estudiante de doctorado en la Universidad de Edimburgo (Reino Unido) y coautor
de uno de los estudios. Estudiar la nube de material expulsada tras el impacto
de DART puede, por tanto, informarnos sobre cómo se formó nuestro Sistema
Solar. "Los impactos entre asteroides ocurren de forma natural, pero nunca se
sabe de antemano", prosigue Cyrielle Opitom, astrónoma también de la
Universidad de Edimburgo y autora principal de uno de los artículos. "DART es
una gran oportunidad para estudiar un impacto controlado, casi como en un
laboratorio".
Opitom y su equipo siguieron la evolución de la nube de escombros durante un
mes con el instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) del VLT de
ESO. Descubrieron que la nube expulsada era más azul que el propio asteroide
antes del impacto, lo que indica que la nube podría estar formada por
partículas muy finas. En las horas y días que siguieron al impacto se
desarrollaron otras estructuras: cúmulos, espirales y una larga cola empujada
por la radiación solar. Las espirales y la cola eran más rojas que la nube
inicial, por lo que podrían estar formadas por partículas más grandes.
MUSE permitió al equipo de Opitom descomponer la luz de la nube en un patrón
similar al del arco iris y buscar las huellas químicas de diferentes gases.
En concreto, buscaron oxígeno y agua procedentes del hielo expuesto por el
impacto. Pero no encontraron nada. "No se espera que los asteroides
contengan cantidades significativas de hielo, por lo que detectar cualquier
rastro de agua habría sido una verdadera sorpresa", explica Opitom. También
buscaron rastros del propulsor de la nave espacial DART, pero no encontraron
ninguno. "Sabíamos que era una posibilidad remota", afirma, "ya que la
cantidad de gas que quedaría en los tanques procedente del sistema de
propulsión no sería enorme. Además, parte de él habría viajado demasiado
lejos como para detectarlo con MUSE para cuando empezáramos a observar".
Otro equipo, dirigido por Stefano Bagnulo, astrónomo del Observatorio y
Planetario de Armagh (Reino Unido), estudió cómo el impacto del DART alteró
la superficie del asteroide.
"Cuando observamos los objetos de nuestro Sistema Solar, nos fijamos en la
luz solar dispersada por su superficie o por su atmósfera, que se polariza
parcialmente", explica Bagnulo. Esto significa que las ondas de luz oscilan
a lo largo de una dirección preferida en lugar de hacerlo aleatoriamente.
"El seguimiento de cómo cambia la polarización con la orientación del
asteroide respecto a nosotros y al Sol revela la estructura y composición de
su superficie".
Bagnulo y sus colegas utilizaron el instrumento FOcal Reducer/low dispersion
Spectrograph 2 (FORS2) del VLT para monitorizar el asteroide, y descubrieron
que el nivel de polarización descendía repentinamente tras el impacto. Al
mismo tiempo, el brillo general del sistema aumentó. Una posible explicación
es que el impacto dejó al descubierto más material prístino del interior del
asteroide. "Quizás el material excavado por el impacto era intrínsecamente
más brillante y menos polarizante que el material de la superficie, porque
nunca estuvo expuesto al viento solar y a la radiación solar", afirma
Bagnulo.
Otra posibilidad es que el impacto destruyera partículas en la superficie,
expulsando así otras mucho más pequeñas a la nube de escombros. "Sabemos
que, en determinadas circunstancias, los fragmentos más pequeños son más
eficaces a la hora de reflejar la luz y menos eficaces a la hora de
polarizarla", explica Zuri Gray, estudiante de doctorado también en el
Observatorio y Planetario de Armagh.
Los estudios de los equipos dirigidos por Bagnulo y Opitom muestran el
potencial del VLT cuando sus diferentes instrumentos trabajan juntos. De
hecho, además de MUSE y FORS2, las secuelas del impacto se observaron con
otros dos instrumentos del VLT, y el análisis de estos datos está en curso.
"Esta investigación aprovechó una oportunidad única cuando la NASA impactó
contra un asteroide", concluye Opitom, "por lo que no podrá ser repetida por
ninguna instalación futura. Esto hace que los datos obtenidos con el VLT en
torno al momento del impacto sean extremadamente valiosos a la hora de
comprender mejor la naturaleza de los asteroides."
Fuentes, créditos y referencias:
Optical spectropolarimetry of binary asteroid Didymos-Dimorphos before and after the DART impact, Astrophysical Journal Letters (2023). DOI: 0.3847/2041-8213/acb261. iopscience.iop.org/article/10. … 847/2041-8213/acb261