Χρησιμοποιώντας το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (Very Large Telescope, VLT) του ESO, δύο ομάδες αστρονόμων παρατήρησαν το αποτέλεσμα της σύγκρουσης μεταξύ του διαστημικού σκάφους Double Asteroid Redirection Test (DART) της NASA και του αστεροειδούς Δίμορφου. Η ελεγχόμενη πρόσκρουση ήταν μια δοκιμή πλανητικής άμυνας, ενώ έδωσε στους αστρονόμους μια μοναδική ευκαιρία να μάθουν περισσότερα για τη σύνθεση του αστεροειδούς μέσω του υλικού που εκτινάχθηκε.
Η πρόσκρουση έγινε στις 26 Σεπτεμβρίου 2022, σε απόσταση 11 εκατομμυρίων χιλιομέτρων μακριά από τη Γη, αρκετά κοντά όμως ώστε να παρατηρηθεί λεπτομερώς με πολλά τηλεσκόπια. Και τα τέσσερα τηλεσκόπια 8,2 μέτρων του VLT στη Χιλή παρατήρησαν τον απόηχο της πρόσκρουσης και τα πρώτα αποτελέσματα έχουν δημοσιευτεί.
Οι αστεροειδείς είναι μερικά από τα πιο βασικά απομεινάρια των υλικών που σχημάτισαν τους πλανήτες και τα φεγγάρια στο Ηλιακό μας Σύστημα, λέει ο Brian Murphy, διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου στο Ηνωμένο Βασίλειο και συν-συγγραφέας μιας από τις μελέτες.
Επομένως, η μελέτη του νέφους υλικού που εκτοξεύτηκε μετά την πρόσκρουση του DART μπορεί να μας δώσει πληροφορίες για το πώς σχηματίστηκε το Ηλιακό μας Σύστημα.
Οι συγκρούσεις μεταξύ αστεροειδών συμβαίνουν συνεχώς, αλλά ποτέ δεν το γνωρίζουμε εκ των προτέρων, συνεχίζει η Cyrielle Opitom, αστρονόμος επίσης στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου και επικεφαλής συγγραφέας ενός από τα άρθρα. Το DART είναι μια πραγματικά εξαιρετική ευκαιρία να μελετήσουμε μια ελεγχόμενη πρόσκρουση, σχεδόν όπως σε ένα εργαστήριο.
Η Opitom και η ομάδα της παρακολούθησαν την εξέλιξη του νέφους της σύγκρουσης για ένα μήνα, με το όργανο Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) στο VLT.
Διαπίστωσαν ότι το νέφος που δημιουργήθηκε ήταν πιο γαλάζιο, από ό,τι ήταν ο ίδιος ο αστεροειδής πριν από την πρόσκρουση, υποδεικνύοντας ότι θα μπορούσε να αποτελείται από πολύ λεπτά σωματίδια.
Τις ώρες και τις ημέρες που ακολούθησαν την πρόσκρουση αναπτύχθηκαν επίσης συστάδες ύλης, σπειροειδείς δομές και μια μακριά ουρά που απομακρύνθηκε από την ακτινοβολία του Ήλιου. Οι σπείρες και η ουρά ήταν πιο ερυθρές από το αρχικό νέφος, ένδειξη ότι σχηματίστηκαν από μεγαλύτερα σωματίδια.
Το MUSE επέτρεψε στην ομάδα της Opitom να αναλύσει το φως από το νέφος και να αναζητήσει τις χημικές υπογραφές διαφορετικών αερίων. Συγκεκριμένα, αναζήτησαν οξυγόνο και νερό που προέρχεται από εκτεθειμένο πάγο μετά την πρόσκρουση, όμως δεν βρήκαν τίποτα.
Οι αστεροειδείς δεν αναμένεται να περιέχουν σημαντικές ποσότητες πάγου, επομένως η ανίχνευση οποιουδήποτε ίχνους νερού θα ήταν μια πραγματική έκπληξη, εξηγεί η Opitom. Έψαξαν επίσης για ίχνη του προωθητικού του διαστημικού σκάφους DART, αλλά πάλι δεν βρήκαν κάτι.
Γνωρίζαμε ότι ήταν μια μικρή πιθανότητα, καθώς η ποσότητα καυσίμου που θα έμενε στις δεξαμενές από το σύστημα πρόωσης δεν θα ήταν μεγάλη, ενώ θα είχε απομακρυνθεί από την περιοχή έως την έναρξη των παρατηρήσεων.
Η δεύτερη ομάδα, με επικεφαλής τον Stefano Bagnulo, αστρονόμο στο Αστεροσκοπείο Armagh στο Ηνωμένο Βασίλειο, μελέτησε την αλλαγή στην επιφάνεια του αστεροειδούς μετά την πρόσκρουση.
Όταν παρατηρούμε τα αντικείμενα στο Ηλιακό μας Σύστημα, βλέπουμε το φως του Ήλιου που διασκορπίζεται από την επιφάνειά τους ή από την ατμόσφαιρά τους, το οποίο πολώνεται μερικώς, εξηγεί ο Bagnulo.
Αυτό σημαίνει ότι τα κύματα φωτός ταλαντώνονται κατά μήκος μιας προτιμώμενης κατεύθυνσης και όχι τυχαία.
Ο τρόπος με τον οποίο η πόλωση αλλάζει, με τον προσανατολισμό του αστεροειδούς σε σχέση με εμάς και τον Ήλιο, αποκαλύπτει τη δομή και τη σύνθεση της επιφάνειάς του.
Ο Bagnulo και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν το όργανο FOcal Reducer/low dispersion Spectrograph 2 (FORS2) στο VLT για να παρακολουθήσουν τον αστεροειδή και διαπίστωσαν ότι το ποσοστό πόλωσης μειώθηκε απότομα μετά την πρόσκρουση ενώ ταυτόχρονα αυξήθηκε η συνολική φωτεινότητα του. Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι η πρόσκρουση έφερε στην επιφάνεια περισσότερο νέο υλικό από το εσωτερικό του αστεροειδούς.
Ίσως το υλικό που ανασκάφηκε από την πρόσκρουση ήταν εγγενώς πιο φωτεινό και λιγότερο πολωτικό από το υλικό στην επιφάνεια, επειδή δεν εκτέθηκε ποτέ στον ηλιακό άνεμο και την ηλιακή ακτινοβολία, δηλώνει ο Bagnulo. Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι η πρόσκρουση συνέτριψε σωματίδια της επιφάνειας, μειώνοντας τις διαστάσεις των υλικών που κατέληξαν στο νεφος.
Γνωρίζουμε ότι υπό ορισμένες συνθήκες, τα μικρότερα θραύσματα είναι πιο αποτελεσματικά στην ανάκλαση του φωτός και λιγότερο αποτελεσματικά στην πόλωσή του, εξηγεί ο Zuri Gray, διδάκτωρ επίσης στο Αστεροσκοπείο Armagh.
Οι μελέτες από τις δύο ομάδες αναδεικνύουν τις δυνατότητες του VLT όταν τα διάφορα όργανα του συνεργάζονται.
Εκτός από το MUSE και το FORS2, οι συνέπειες της πρόσκρουσης παρατηρήθηκαν επίσης και με δύο άλλα όργανα του VLT, με την ανάλυση αυτών των δεδομένων να βρίσκεται σε εξέλιξη. Η έρευνα εκμεταλλεύτηκε μια μοναδική ευκαιρία, που δεν μπορεί να επαναληφθεί.
Αυτό καθιστά τα δεδομένα που λήφθηκαν με το VLT κατά τη διάρκεια της πρόσκρουσης, εξαιρετικά πολύτιμα στην προσπάθεια μας για την καλύτερη κατανόηση της φύσης των αστεροειδών.