A Hubble- és a James Webb-űrtávcsövek, valamint földi teleszkópok is megfigyelték a NASA DART űrszondájának becsapódása utáni, minden várakozást felülmúló hatalmas törmelékfelhőt.
Mint ismeretes, 2022. szeptember 26-án 23:14 világidőkor (UTC) a NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) űrszondája sikeresen becsapódott a (65803) Didymos + Dimorphos földközeli kettős kisbolygó kisebbik tagjába, a mintegy 160 méter átmérőjű Dimorphos holdacskába. A nagyjából 780 méter átmérőjű Didymos főkomponens körül a Dimorphos holdacska olyan ellipszis pályán kering, amelynek félnagytengelye 1,19 km, excentricitása kisebb mint 0,03, vagyis a pályája körhöz nagyon közeli alakú. A kis szatellita keringési ideje a nagyobbik test körül 11,9 óra. A keringési iránya retrográd, vagyis az ekliptika északi pólusából nézve az óramutató járásával megegyező irányú, azaz a nagybolygók Nap körüli keringési irányával (direkt irány) ellentétes irányú. A korábbi földi színképi megfigyelések alapján a kis holdacska S-típusú, vagyis kőzetaszteroida.
A DART becsapódásakor a Didymos + Dimorphos kettős kisbolygó a Naptól 1,046 CSE-re (156,5 millió km-re) volt, a Földtől pedig 0,075 CSE-re (11,3 millió km-re) járt.
A 610 kg induló tömegről 570 kg-ra csökkent tömegű űrszonda a Dimorphos aszteroidába 6,38 km/s (23 000 km/h) sebességgel ütközött bele, vagyis igen nagy mozgási energiával történt a becsapódás. A Dimorphos tömege az előzetes becslések szerint 5 · 109 kg (5 millió tonna). A DART ütközése nem rombolta szét a kis holdat, de a becsapódás és a kidobott törmelékanyag együttes hatása kis mértékben megváltoztathatta a kis aszteroida pályáját a nagyobbik test, a Didymos körül.
Valódi, aktív űrkísérlet tanúi lehettünk, amelynek célja az aszteroida összetételének és belső szerkezetének tanulmányozása, valamint annak vizsgálata, hogy az ütközés következtében a kis aszteroida pályája kimutatható mértékben megváltozott-e, ezzel együtt pedig módosult-e a kettős rendszer Nap körüli mozgása, ami megmutatná, hogy a jövőben a Földre esetleg veszélyes objektumok pályája megváltoztatható-e ilyen módszerrel, és bolygónkba való ütközésük elkerülhető lenne-e. Ilyen vizsgálatokra igen jók a kettős kisbolygók. Ki kell hangsúlyozni, hogy ma nem ismerünk olyan természetes kis égitestet, amely konkrét ütközési veszélyt jelentene bolygónkra, de csak idő kérdése, hogy bekövetkezzen egy ilyen ütközés lehetősége. Ezért kell már előre felkészülni, ezt a célt szolgálta most a DART misszió is.
Amíg az ütközés után nem vizsgálja meg közelről a Dimorphos holdat az űrszonda, addig a becsapódás erejét, valamint a kidobott törmelékfelhőt alkotó anyag mozgását, kiterjedését, tömegét, egyéb fizikai tulajdonságait és összetételét csak távoli megfigyelésekkel lehet meghatározni. Egyébként az ESA (Európai Űrügynökség) Hera missziója a tervek szerint meglátogatja a Didymos + Dimorphos kettős rendszert, és részletesen tanulmányozza majd a DART becsapódásának következményeit. A mai tervek szerint a Hera szonda 2024 októberében indulna útnak.
Az ütközés törmelékfelhőjét a DART űrszonda által magával vitt LICIACube (Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids) 10 cm × 20 cm × 30 cm méretű minihold (CubeSat) kis kamerája vizsgálta közelről. A miniholdat az Olasz Űrügynökség (Agenzia Spaziale Italiana, röv. ASI) készítette a DART misszió számára. 2022. szeptember 11-én vált le a DART főszondáról, és attól kissé lemaradva követte azt, így lehetővé vált, hogy a DART becsapódása után mintegy 50 km távolságból készítsen felvételeket a Dimorphos aszteroidából kiszabadult ütközési törmelékfelhőről. A minihold felvételei hatalmas, minden előzetes várakozást felülmúló törmelékfelhőt örökítettek meg.
Az ütközése következményeinek megfigyelésére a Hubble- és a James Webb-űrtávcsövek (HST, JWST), valamint földfelszíni teleszkópok is készen álltak a Didymos + Dimorphos kisbolygókettős megfigyelhetőségi zónájában. Az űrtávcsövek és a földi teleszkópok is megörökítettek a térben táguló, majd időben lassan halványodó törmelékfelhőt. A földi fotometriai megfigyelések szerint a Didymos + Dimorphos rendszer összfényessége mintegy háromszorosára nőtt a maximumban, és az ütközés után 8 órával is még ebben az állapotban volt (lapos fénygörbemaximum). A kutatókat meglepő fejlemény még magyarázatra szorul.
A Hubble-űrtávcső a DART szonda becsapódását követő 22. perctől kezdve a becsapódás után 8,2 óráig követte a Dimorphos és a törmelékfelhőjének változásait.
A HST felvételeiből készített animáció a Dimorphos aszteroida törmelékfelhője időbeli változásának felgyorsított követését teszi lehetővé a DART szonda becsapódását követő 8 óra alatt.
A Hubble-űrtávcső a DART szonda ütközése után mintegy három héten keresztül még tíz alkalommal fogja megfigyelni a Didymos + Dimorphos kettős rendszert az ütközés következményeinek nyomon követése céljából.
A NASA James Webb-űrtávcsöve NIRCam műszerével a közeli infravörös tartományban készített felvételeket a DART szonda becsapódását közvetlen megelőző másodpercektől (2022. szeptember 26. 23:14 UTC-től) kezdve a becsapódást követő 5. óráig bezárólag.
A HST- és James Webb-űrtávcsövek által készített felvételek összehasonlítását mutatja az alábbi kép.
A James Webb-űrtávcső a tervek szerint még több hónapon keresztül meg fogja figyelni majd a Didymos + Dimorphos kettős aszteroidát. A megfigyelésekhez a NIRCam kamera mellett a NIRCSpec infravörös spektrográfot és a MIRI (Mid-InfraRed Instrument) közepes infravörös hullámhossztartományban érzékelő műszert is használni fogják a kisbolygók, valamint az esetleg még megfigyelhető törmelékfelhő vizsgálatára.
Több földi megfigyelőhelyről is sikerült felvételeket készíteni a Dimorphos aszteroidába csapódott DART szonda által keltett törmelékfelhőről.
A NASA által alapított és a Hawaii Egyetem által működtetett, földközeli objektumok keresésére irányuló égboltfelmérő projekt, az ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) egyik távcsövével is sikerült felvételsorozatot készíteni a Didymos + Dimorphos rendszerről, amelyeken jól látható a csillagos égi háttér előtt látszólagos mozgását végző kettős aszteroidát körülvevő törmelékfelhő méretének növekedése.
Az alábbi képsorozat az ATLAS felvételeit mutatja.
Az Indiai-óceánban fekvő francia tengeren túli megyén, a Reunion-szigeten működő Les Makes obszervatóriumban is készült egy látványos videó a Dimorphos törmelékfelhőjének kiterjedéséről. Az alábbi videón ez látszik, valamint a DART szonda LICIACube miniholdja által a földi megfigyeléseknél jóval közelebbről készített felvételeket is bemutatja a videó.
A Dél-afrikai Csillagászati Obszervatórium (SAAO) 1 méteres Lesedi-teleszkópjával („Lesedi” = „fény” a helyi törzs nyelvén) is látványos felvételsorozatot készítettek, amely szintén jól mutatja a DART szonda becsapódása által a Dimorphos aszteroidából kiszakított anyag törmelékfelhőjének alakulását.
A DART szonda miniszondája, az olasz LICIACube felvételei, illetve az űrtávcsövekkel és földfelszíni teleszkópokkal készített felvételek együttes elemzésével a Dimorphos aszteroida törmelékfelhője térbeli szerkezetének időbeli változása rekonstruálható lesz.
A törmelékfelhő összetételének és fizikai paramétereinek meghatározásához a Hawaii-szigeteken, a Mauna Kea csúcson található NASA IRTF (Infrared Telescope Facility) 3,2 méteres teleszkópja által készített színképfelvételek is hozzájárulnak.
Ezeken a földfelszíni megfigyeléseken kívül még legalább nyolc megfigyelőhelyről készültek felvételek a Dimorphos törmelékfelhőjéről.
A kisbolygók kutatásában úttörő jelentőségű DART misszió eredményeinek feldolgozása még hónapokig is eltart majd.
Megjegyezzük, hogy nem a DART misszió volt az első, amely egy kis égitestbe történő becsapódási űrkísérletet hajtott végre. A NASA Deep Impact űrszondájának 370 kg tömegű próbateste csapódott be a 9P/Tempel 1 üstökösbe 2005-ben, de ott nem várták, hogy a Dimorphos aszteroidánál jóval nagyobb tömegű üstökösmagot eltérítse, a mag anyagának és a becsapódási kráternek a tanulmányozása volt a fő cél.
A hír megjelenését a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt támogatta.
Források:
- HST News Release STScI-2022-047 (2022.09.29.)
- NASA Goddard (2022.09.29.)
- Sky and Telescope online (update) (2022.09.29.)
- New Scientist (2022.09.27.)
- NASA Goddard – DART LICIACube (2022.09.28.)
- DART LICIACube (Twitter, 2022.09.27.)
Kapcsolódó internetes oldalak:
- Kisbolygó-eltérítés képekben (Űrvilág, 2022.09.27. 07:15)
- Történelmi képsorok kedd hajnalban – Célba talált a DART! (MCSE hírek, 2022.09.27.)
- Célba ért a DART (Űrvilág, 2022.09.27. 06:25)
