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Dimorfos

Dimorphos (designación formal (65803) Didymos I ; designación provisional S/2003 (65803) 1 ) es un satélite natural o luna del asteroide cercano a la Tierra 65803 Didymos , con el que forma un sistema binario . La luna fue descubierta el 20 de noviembre de 2003 por Petr Pravec en colaboración con otros astrónomos de todo el mundo. Dimorphos tiene un diámetro de 177 metros (581 pies) en su extensión más larga y fue el objetivo de la Prueba de Redirección de Doble Asteroide (DART), una misión espacial de la NASA que chocó deliberadamente una nave espacial con la luna el 26 de septiembre de 2022 para alterar su órbita alrededor de Didymos. Antes del impacto de DART, Dimorphos tenía la forma de un esferoide achatado con una superficie cubierta de rocas pero prácticamente sin cráteres . [16] Se cree que la luna se formó cuando Didymos perdió su masa debido a su rápida rotación, lo que formó un anillo orbital de escombros que se conglomeraron en una pila de escombros de baja densidad que se convirtió en Dimorphos hoy. [17] [18] [19]

El impacto de DART redujo el período orbital de Dimorphos alrededor de Didymos en 33 minutos y expulsó más de 1 millón de kilogramos (2,2 × 10 6 lb) de escombros al espacio, produciendo una columna de polvo que iluminó temporalmente el sistema Didymos y desarrolló una cola de polvo  de 10.000 kilómetros (6.200 mi) de largo que persistió durante varios meses. [20] [21] [22] Se predice que el impacto de DART causó una renovación global de la superficie y la deformación de la forma de Dimorphos, dejando un cráter de impacto de varias decenas de metros de diámetro. [23] [15] [24] Las observaciones posteriores al impacto de las fluctuaciones de brillo dentro del sistema Didymos sugieren que el impacto puede haber deformado significativamente a Dimorphos en una forma elipsoidal o puede haberlo enviado a una rotación caótica . [8] [25] Si Dimorphos estaba en un estado de rotación, la luna estará sujeta a fuerzas de marea irregulares por parte de Didymos antes de que finalmente regrese a un estado de bloqueo de marea dentro de varias décadas. [14] [26] [27] Está previsto que la misión Hera de la ESA llegue al sistema Didymos en 2026 para estudiar más a fondo los efectos del impacto de DART en Dimorphos.^

Descubrimiento

Imágenes de radar de Didymos y Dimorphos tomadas por el Observatorio de Arecibo en 2003

El asteroide primario Didymos fue descubierto en 1996 por Joe Montani del Proyecto Spacewatch de la Universidad de Arizona. [1] El satélite Dimorphos fue descubierto el 20 de noviembre de 2003, en observaciones fotométricas de Petr Pravec y colegas en el Observatorio Ondřejov en la República Checa. Dimorphos fue detectado a través de caídas periódicas en el brillo de Didymos debido a eclipses mutuos y ocultaciones . Con sus colaboradores, confirmó a partir de las imágenes de retardo Doppler del radar de Arecibo que Didymos es un sistema binario. [28] [13]

Etimología

El Grupo de Trabajo para la Nomenclatura de Cuerpos Pequeños de la Unión Astronómica Internacional (UAI) le dio al satélite su nombre oficial el 23 de junio de 2020. [29] El nombre Dimorphos se deriva de una palabra griega ( Δίμορφος ) que significa 'que tiene dos formas'. [30] [31] [e] La justificación del nuevo nombre dice: "Como objetivo de las misiones espaciales DART y Hera , se convertirá en el primer cuerpo celeste en la historia cósmica cuya forma cambió sustancialmente como resultado de la intervención humana (el impacto de DART)". [2] El nombre fue sugerido por Kleomenis Tsiganis, un científico planetario de la Universidad Aristóteles de Tesalónica y miembro de los equipos DART y Hera . [2] Antes del nombre de la UAI, el apodo Didymoon se usaba en las comunicaciones oficiales. [32]

Exploración

El 24 de noviembre de 2021, la NASA y el Laboratorio de Física Aplicada lanzaron una nave espacial impactadora hacia Dimorphos como parte de su Prueba de Redirección de Asteroide Doble (DART). [33] [34] DART fue el primer experimento realizado en el espacio para probar la desviación de asteroides como método para defender la Tierra de asteroides potencialmente peligrosos . [35] Después de un viaje de diez meses al sistema Didymos, el impactador chocó con Dimorphos el 26 de septiembre de 2022 a una velocidad de alrededor de 24.000 kilómetros por hora (15.000 millas por hora). [35] [36] La colisión redujo con éxito el período orbital de Dimorphos alrededor de Didymos en32 ± 2 minutos. [37] [29] [38] [39] Quince días antes de su colisión, el impactador liberó LICIACube , un CubeSat 6U operado por la Agencia Espacial Italiana que fotografió el impacto y la columna de polvo resultante mientras realizaba un sobrevuelo cercano del sistema Didymos. [33] [40] [41] [42] Las naves espaciales y los observatorios como Hubble , James Webb , Lucy , SAAO y ATLAS también capturaron la columna de polvo que seguía el sistema Didymos en los días posteriores al impacto. [43] [44] [45] [22] Como parte de su misión Hera , la ESA planea actualmente lanzar tres naves espaciales al sistema Didymos en 2024 para estudiar más a fondo las consecuencias del impacto. [38] [46] [47]

En esta fotografía del telescopio espacial Hubble, tomada unos tres meses después de la colisión, se puede ver un rastro de polvo que deja Dimorphos . El asteroide está rodeado de puntos azules, que son rocas de entre 1 y 6,7 metros de diámetro que fueron expulsadas por el impacto.

El impacto de DART en el centro de Dimorphos redujo el período orbital, anteriormente de 11,92 horas, en 33 ± 1 minutos. Este gran cambio indica que el retroceso del material excavado del asteroide y expulsado al espacio por el impacto (conocido como material eyectado) contribuyó a un cambio significativo de momento en el asteroide, más allá del de la propia nave espacial DART. Los investigadores descubrieron que el impacto causó una desaceleración instantánea en la velocidad de Dimorphos a lo largo de su órbita de aproximadamente 2,7 milímetros por segundo, lo que nuevamente indica que el retroceso del material eyectado jugó un papel importante en la amplificación del cambio de momento impartido directamente al asteroide por la nave espacial. Ese cambio de momento se amplificó por un factor de 2,2 a 4,9 (dependiendo de la masa de Dimorphos), lo que indica que el cambio de momento transferido debido a la producción de material eyectado excedió significativamente el cambio de momento de la nave espacial DART sola. [48] Si bien el cambio orbital fue pequeño, el cambio es en la velocidad y con el transcurso de los años se acumulará hasta un gran cambio en la posición. [49] En el caso de un cuerpo hipotético que amenazara la Tierra, incluso un cambio tan minúsculo podría ser suficiente para mitigar o prevenir un impacto, si se aplica con la suficiente antelación. Como el diámetro de la Tierra es de unos 13.000 kilómetros, un impacto hipotético de un asteroide podría evitarse con un cambio de tan solo la mitad de ese diámetro (6.500 kilómetros).El cambio de velocidad de 2 cm/s se acumula hasta esa distancia en aproximadamente 10 años.

Impacto de dardo visto por LICIACube

Al chocar contra el asteroide, DART convirtió a Dimorphos en un asteroide activo . Los científicos habían propuesto que algunos asteroides activos son el resultado de eventos de impacto, pero nadie había observado nunca la activación de un asteroide. La misión DART activó a Dimorphos en condiciones de impacto conocidas con precisión y observadas cuidadosamente, lo que permitió el estudio detallado de la formación de un asteroide activo por primera vez. [48] [50] Las observaciones muestran que Dimorphos perdió aproximadamente 1 millón de kilogramos después de la colisión. [51] El impacto produjo una columna de polvo que iluminó temporalmente el sistema Didymos y desarrolló una cola de polvo de 10.000 kilómetros (6.200 millas) de largo que persistió durante varios meses. [20] [21] [22] Se predice que el impacto de DART causó la renovación global de la superficie y la deformación de la forma de Dimorphos, dejando un cráter de impacto de varias decenas de metros de diámetro. [23] [15] [24] El impacto probablemente ha enviado a Dimorphos a una rotación caótica que someterá a la luna a fuerzas de marea irregulares por parte de Didymos antes de que finalmente regrese a un estado bloqueado por las mareas dentro de varias décadas. [14] [26] [27] Además, el impacto cambió la forma de Dimorphos de un "esferoide achatado" aproximadamente simétrico a "un óvalo de cima plana" o "elipsoide triaxial". [52] [53] [54]

Tamaño y forma

Dimorphos tiene aproximadamente 170 metros (560 pies) de diámetro, en comparación con Didymos, que tiene 780 metros (2560 pies). Dimorphos no tiene una masa confirmada, pero se estima que tiene aproximadamente5 × 10 9  kg (5,5 millones de toneladas), o aproximadamente la misma masa y tamaño que la Gran Pirámide de Giza , suponiendo una densidad de2,17 g/cm 3 similar a Didymos. [55] Es uno de los objetos celestes más pequeños a los que la UAI ha dado un nombre formal, después de 367943 Duende y 469219 Kamoʻoalewa . [2]

Los últimos minutos de imágenes de la misión DART revelaron un cuerpo con forma de huevo cubierto de rocas, lo que sugiere que tiene una estructura de pila de escombros . [56] [57]

Superficie

Cinco rocas ( saxa ) y seis cráteres recibieron nombres de tambores tradicionales de varias culturas. Tienen aproximadamente 10 metros de diámetro o menos: [58]

Izquierda: Superficie de Dimorphos, captada por DART dos segundos antes del impacto. Derecha: Mapa compuesto de Dimorphos con características identificadas.

Órbita y rotación

Animación de DART alrededor de Didymos: impacto en Dimorphos
  DARDO  ·   Dídimo  ·   Dimorfos

El cuerpo primario del sistema binario, Didymos, orbita alrededor del Sol a una distancia de 1,0 a 2,3  UA una vez cada 770 días (2 años y 1 mes). La trayectoria de la órbita tiene una excentricidad de 0,38 y una inclinación de 3° con respecto a la eclíptica . El 4 de octubre de 2022, Didymos realizó una aproximación a la Tierra de 10,6 millones de km (6,6 millones de mi). [59] Dimorphos se mueve en una órbita casi ecuatorial, casi circular alrededor de Didymos, con un período orbital de 11,9 horas. Su período orbital es sincrónico con su rotación, de modo que el mismo lado de Dimorphos siempre está de cara a Didymos. La órbita de Dimorphos es retrógrada con respecto al plano de la eclíptica , de conformidad con la rotación retrógrada de Didymos. [60]

La rotación de Dimorphos se está ralentizando debido al efecto YORP , y se estima que su período de rotación se duplicará en 86.000 años. Sin embargo, como está en órbita alrededor de Didymos, las fuerzas de marea mantienen a la luna en rotación sincrónica . [61]

Véase también

Notas al pie

  1. ^ Los astrónomos involucrados en el descubrimiento de Dimorphos incluyen a P. Pravec , LAM Benner, MC Nolan, P. Kusnirak, D. Pray, JD Giorgini, RF Jurgens, SJ Ostro , J.-L. Margot, C. Magri, A. Grauer y S. Larson. El descubrimiento utilizó observaciones de curvas de luz y radar del Laboratorio de Propulsión a Chorro , Pasadena, CA ; Centro Nacional de Astronomía e Ionosfera / Observatorio de Arecibo , Arecibo, PR ; y el Observatorio Ondrejov , Ondřejov, CZ . [1]
  2. ^ Para una órbita circular con excentricidad despreciable, como en el caso de Dimorphos, la velocidad orbital media se puede aproximar por el tiempo T que tarda en completar una revolución alrededor de su circunferencia orbital , siendo el radio su semieje mayor a :   .
  3. ^ Thomas et al. (2023) dan la orientación del polo orbital de Dimorphos en términos de coordenadas eclípticas , donde λ es la longitud eclíptica y β es la latitud eclíptica . [3] : 28  β es el desplazamiento angular desde el plano eclíptico , mientras que la inclinación i con respecto a la eclíptica es el desplazamiento angular del polo orbital desde el polo norte eclíptico , en β = +90°; i con respecto a la eclíptica sería el complemento de β . [10] Por lo tanto, dado β = –79,3°, i = 90° – (–79,3°) = 169,3° desde la eclíptica.
  4. ^ Magnitud absoluta de Dimorphos calculada a partir de la suma de su diferencia de magnitud y la magnitud absoluta de Didymos: 18,07 + 3,29 ≈ 21,4. [1]
  5. ^ El nombre Dimorphos fue sugerido por el científico planetario Kleomenis Tsiganis de la Universidad Aristóteles de Tesalónica . Tsiganis explicó que el nombre "ha sido elegido en previsión de sus cambios: lo conoceremos en dos formas muy diferentes, la que vio DART antes del impacto y la otra que vio Hera unos años después". [2]

Referencias

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