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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 Dídimo. 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 conglomeró en una pila de escombros de baja densidad que hoy se convirtió en Dimorphos. [17] [18] [19]

El impacto del 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 longitud de 10.000 kilómetros (6.200 millas). -larga cola de polvo que persistió durante varios meses. [20] [21] [22] Se prevé que el impacto de DART haya causado un resurgimiento global y una 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 vertiginosa, Didymos someterá a la luna a fuerzas de marea irregulares antes de que eventualmente regrese a un estado bloqueado por 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 principal 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 realizadas por Petr Pravec y sus colegas en el Observatorio Ondřejov en la República Checa. Dimorphos se detectó a través de caídas periódicas en el brillo de Didymos debido a eclipses y ocultaciones mutuos . Con sus colaboradores, confirmó a partir de las imágenes Doppler retardadas 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 (IAU) 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] Antes del nombramiento de la IAU, 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 doble asteroide (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 disminuyó 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 lanzó 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 de la Sistema Didymos. [33] [40] [41] [42] Naves espaciales y observatorios como Hubble , James Webb , Lucy , SAAO y ATLAS también capturaron la columna de polvo que arrastraba el sistema Didymos en los días posteriores al impacto. [43] [44] [45] [22] Como parte de su misión Hera , la ESA actualmente planea lanzar tres naves espaciales al sistema Didymos en 2024 para estudiar más a fondo las consecuencias del impacto. [38] [46] [47]

Un rastro de polvo fluye desde Dimorphos en esta fotografía del Telescopio Espacial Hubble tomada unos tres meses después de la colisión. 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 del DART en el centro de Dimorphos disminuyó el período orbital, anteriormente de 11,92 horas, en 33 ± 1 minutos. Este gran cambio indica que el retroceso del material excavado en el asteroide y expulsado al espacio por el impacto (conocido como material eyectado) contribuyó a un cambio de impulso significativo en el asteroide, más allá del de la propia nave espacial DART. Los investigadores descubrieron que el impacto provocó 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 de la eyección jugó un papel importante en la amplificación del cambio de impulso impartido directamente al asteroide por la nave espacial. Ese cambio de impulso se amplificó en un factor de 2,2 a 4,9 (dependiendo de la masa de Dimorphos), lo que indica que el cambio de impulso transferido debido a la producción de eyecciones excedió significativamente el cambio de impulso de la nave espacial DART sola. [48] ​​Si bien el cambio orbital fue pequeño, el cambio se produce en la velocidad y, con el paso de los años, se acumulará hasta formar un gran cambio de posición. [49] Para un cuerpo hipotético que amenaza a la Tierra, incluso un cambio tan pequeño podría ser suficiente para mitigar o prevenir un impacto, si se aplica con suficiente antelación. Como el diámetro de la Tierra es de unos 13.000 kilómetros, un hipotético impacto de asteroide podría evitarse con un desplazamiento tan pequeño como la mitad (6.500 kilómetros). AUn cambio de velocidad de 2 cm/s se acumula a esa distancia en aproximadamente 10 años.

Impacto de dardo visto por LICIACube

Al estrellarse 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 Dimorphos en condiciones de impacto conocidas con precisión y cuidadosamente observadas, lo que permitió por primera vez el estudio detallado de la formación de un asteroide activo. [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 prevé que el impacto de DART haya causado un resurgimiento global y una 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 eventualmente regrese a un estado bloqueado por marea dentro de varias décadas. [14] [26] [27] Además, el impacto amplió la forma de Dimorphos de un "orbe achaparrado" a "un óvalo de superficie plana". [52]

Tamaño y forma

Dimorphos tiene aproximadamente 170 metros (560 pies) de diámetro, en comparación con Didymos de 780 metros (2560 pies). Dimorphos no tiene una masa confirmada, pero se estima que es de 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. [53] Es uno de los objetos celestes más pequeños a los que la IAU 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 montón de escombros . [54] [55]

Superficie

Cinco rocas ( saxa ) y seis cráteres han recibido nombres de tambores tradicionales de varias culturas. Tienen aproximadamente 10 metros de ancho o menos: [56]

Izquierda: Superficie de Dimorphos, capturada por DART dos segundos antes del impacto. Derecha: mapa compuesto de Dimorphos con características nombradas.

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  AU una vez cada 770 días (2 años y 1 mes). El recorrido 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 se acercó a la Tierra a 10,6 millones de kilómetros (6,6 millones de millas). [57] Dimorphos se mueve en una órbita casi ecuatorial y 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 mira a Didymos. La órbita de Dimorphos está retrógrada con respecto al plano de la eclíptica , de conformidad con la rotación retrógrada de Didymos. [58]

La rotación de Dimorphos está siendo ralentizada por el efecto YORP , con un período de rotación estimado que se duplica en 86.000 años. Sin embargo, debido a que está en órbita alrededor de Didymos, las fuerzas de marea mantienen a la luna bloqueada en rotación sincrónica . [59]

Ver también

Notas a pie de página

  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 radar y curvas de luz del Jet Propulsion Laboratory , Pasadena, CA ; Centro Nacional de Astronomía e Ionosfera / Observatorio de Arecibo , Arecibo, PR ; y Observatorio Ondrejov , Ondřejov, República Checa . [1]
  2. ^ Para una órbita circular con excentricidad insignificante, 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 y col. (2023) dan la orientación del polo de la órbita de Dimorphos en términos de coordenadas de la eclíptica , donde λ es la longitud de la eclíptica y β es la latitud de la eclíptica . [3] : 28  β es el desplazamiento angular desde el plano de la eclíptica , mientras que la inclinación i con respecto a la eclíptica es el desplazamiento angular del polo orbital desde el polo norte de la eclíptica , 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° de la eclíptica.
  4. ^ Magnitud absoluta de Dimorphos calculada a partir de la suma de su diferencia de magnitud a 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 "fue elegido anticipándose a 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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