Estudo da NASA:órbita de asteróides, forma alterada após impacto do DART
O asteróide Dimorphos foi capturado pela missão DART da NASA apenas dois segundos antes de a espaçonave atingir sua superfície em 26 de setembro de 2022. As observações do asteróide antes e depois do impacto sugerem que é um objeto de “pilha de entulho” pouco compactado. Crédito:NASA/Johns Hopkins APL Após o histórico Teste de Redirecionamento de Asteroide Duplo da NASA, um estudo liderado pelo JPL mostrou que a forma do asteroide Dimorphos mudou e sua órbita encolheu.
Quando o DART (Teste de Redirecionamento de Asteróide Duplo) da NASA colidiu deliberadamente com um asteróide de 560 pés (170 metros de largura) em 26 de setembro de 2022, ele deixou sua marca em mais de uma maneira. A demonstração mostrou que um impactador cinético poderia desviar um asteróide perigoso caso algum estivesse em rota de colisão com a Terra.
Agora, um novo estudo publicado no Planetary Science Journal mostra que o impacto mudou não apenas o movimento do asteróide, mas também a sua forma.
O alvo do DART, o asteróide Dimorphos, orbita um asteróide maior próximo da Terra chamado Didymos. Antes do impacto, Dimorphos tinha uma forma de "esferóide achatado" aproximadamente simétrica - como uma bola esmagada que é mais larga do que alta. Com uma órbita circular bem definida a uma distância de cerca de 3.900 pés (1.189 metros) de Didymos, Dimorphos levou 11 horas e 55 minutos para completar uma volta ao redor de Didymos.
“Quando o DART causou impacto, as coisas ficaram muito interessantes”, disse Shantanu Naidu, engenheiro de navegação do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, no sul da Califórnia, que liderou o estudo.
"A órbita de Dimorphos não é mais circular:seu período orbital" - o tempo que leva para completar uma única órbita - "é agora 33 minutos e 15 segundos mais curto. E toda a forma do asteróide mudou, de um objeto relativamente simétrico para um 'elipsóide triaxial' - algo mais parecido com uma melancia oblonga."
Relatório de danos de Dimorphos
A equipe de Naidu usou três fontes de dados em seus modelos computacionais para deduzir o que aconteceu ao asteroide após o impacto. A primeira fonte estava a bordo do DART:a espaçonave capturou imagens conforme se aproximava do asteroide e as enviou de volta à Terra através da Deep Space Network (DSN) da NASA. Estas imagens forneceram medições aproximadas da lacuna entre Didymos e Dimorphos, ao mesmo tempo que mediram as dimensões de ambos os asteróides imediatamente antes do impacto.
A segunda fonte de dados foi o Radar do Sistema Solar Goldstone do DSN, localizado perto de Barstow, Califórnia, que refletiu ondas de rádio em ambos os asteróides para medir com precisão a posição e velocidade de Dimorphos em relação a Didymos após o impacto. As observações do radar ajudaram rapidamente a NASA a concluir que o efeito do DART no asteróide excedeu em muito as expectativas mínimas.
Esta ilustração mostra a mudança aproximada de forma que o asteróide Dimorphos sofreu após o DART o atingir. Antes do impacto, à esquerda, o asteroide tinha o formato de uma bola esmagada; após o impacto adquiriu um formato mais alongado, como uma melancia. Crédito:NASA/JPL-Caltech
A terceira e mais significativa fonte de dados são os telescópios terrestres em todo o mundo que mediram a "curva de luz" de ambos os asteróides, ou como a luz solar refletida nas superfícies dos asteróides mudou ao longo do tempo. Ao comparar as curvas de luz antes e depois do impacto, os investigadores puderam aprender como o DART alterou o movimento de Dimorphos.
À medida que Dimorphos orbita, ele passa periodicamente na frente e depois atrás de Didymos. Nestes chamados “eventos mútuos”, um asteróide pode lançar uma sombra sobre o outro ou bloquear a nossa visão da Terra. Em ambos os casos, um escurecimento temporário – uma queda na curva de luz – será registado pelos telescópios.
"Usámos o tempo desta série precisa de quedas da curva de luz para deduzir a forma da órbita e, como os nossos modelos eram tão sensíveis, também pudemos descobrir a forma do asteróide," disse Steve Chesley, cientista sénior de investigação. no JPL e coautor do estudo. A equipe descobriu que a órbita de Dimorphos é agora ligeiramente alongada ou excêntrica.
"Antes do impacto", continuou Chesley, "os tempos dos eventos ocorriam regularmente, mostrando uma órbita circular. Após o impacto, houve diferenças de tempo muito pequenas, mostrando que algo estava torto. Nunca esperávamos obter este tipo de precisão."
Os modelos são tão precisos que mostram até que Dimorphos balança para frente e para trás enquanto orbita Didymos, disse Naidu.
Evolução orbital
Os modelos da equipe também calcularam como o período orbital de Dimorphos evoluiu. Imediatamente após o impacto, o DART reduziu a distância média entre os dois asteróides, encurtando o período orbital de Dimorphos em 32 minutos e 42 segundos para 11 horas, 22 minutos e 37 segundos.
Nas semanas seguintes, o período orbital do asteróide continuou a encurtar à medida que Dimorphos perdia mais material rochoso para o espaço, finalmente estabelecendo-se em 11 horas, 22 minutos e 3 segundos por órbita - 33 minutos e 15 segundos a menos do que antes do impacto. Este cálculo tem precisão de 1 ½ segundo, disse Naidu. Dimorphos tem agora uma distância orbital média de Didymos de cerca de 3.780 pés (1.152 metros) – cerca de 120 pés (37 metros) mais perto do que antes do impacto.
“Os resultados deste estudo concordam com outros que estão a ser publicados”, disse Tom Statler, cientista-chefe de pequenos corpos do sistema solar na sede da NASA em Washington. "Ver grupos separados analisarem os dados e chegarem independentemente às mesmas conclusões é a marca registrada de um resultado científico sólido. O DART não está apenas nos mostrando o caminho para uma tecnologia de deflexão de asteróides; está revelando uma nova compreensão fundamental do que são os asteróides e como eles se comportam."
Estes resultados e observações dos detritos deixados após o impacto indicam que Dimorphos é um objeto de "pilha de entulho" frouxamente compactado, semelhante ao asteroide Bennu. A missão Hera da ESA (Agência Espacial Europeia), com lançamento previsto para outubro de 2024, viajará até ao par de asteroides para realizar um levantamento detalhado e confirmar como o DART remodelou Dimorphos.
