el próximo NASAEn el marco de la misión DART de la NASA, que probó con éxito técnicas de desviación de asteroides mediante impacto en la pequeña luna Demorphos, una extensa investigación ha revelado conocimientos sobre las características geológicas y la historia evolutiva del sistema de asteroides Didymos.

Los estudios han caracterizado la superficie y el interior de estos cuerpos celestes, han examinado sus procesos de formación y evaluado su respuesta a los choques. Estos resultados no sólo proporcionan una comprensión más clara de los sistemas binarios de asteroides, sino que también avanzan en las estrategias de defensa planetaria.

En los meses transcurridos desde la misión de Prueba de Redirección de Doble Asteroide (DART) de la NASA, que envió una nave espacial a chocar intencionalmente con la luna de un pequeño asteroide, el equipo científico ha confirmado que el impacto cinético es una técnica de desviación viable, demostrando ser una forma eficaz de prevenir futuras Impactos de asteroides en la Tierra.

Desde entonces, los investigadores han seguido estudiando los datos recopilados en el exitoso experimento, centrándose especialmente en las características de la superficie del sistema binario de asteroides, formado por la pequeña luna Demorphos y su asteroide padre Didymos.

En artículos de investigación publicados recientemente en Comunicaciones de la naturalezaEl equipo exploró la geología del sistema de asteroides descubierto en 2022 para determinar su origen y evolución y determinar sus propiedades físicas. Investigadores del Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins en Laurel, Maryland, junto con miembros del equipo de varias instituciones asociadas internacionales, dirigieron cinco artículos que proporcionaron una descripción detallada y una interpretación de los hallazgos geológicos.

Basado en las propiedades internas y superficiales descritas en Barnouin et al. (2024), este vídeo muestra cómo la rotación de Didymos puede haber provocado que su ecuador creciera y formara el asteroide más pequeño Dimorphos, que se ve orbitando el primer asteroide cerca del final del clip. Las partículas están coloreadas según sus velocidades, con la escala que se muestra en la parte superior, junto con el período de rotación en constante cambio de Didymos. Copyright: Universidad de Michigan/Yun Chang y Johns Hopkins APL/Olivier Barnouin

Los científicos del APL Olivier Barnouin y Ronald Luis Paloz realizaron una investigación que analizó la geología^[1] El equipo estudió los dos asteroides y sacó conclusiones sobre los materiales de su superficie y sus propiedades internas. A partir de imágenes tomadas por la nave espacial DART y su compañera LICIACube CubeSat aportadas por la Agencia Espacial Italiana (ASI), el equipo observó la topografía del asteroide más pequeño Demorphos, que incluía rocas de diferentes tamaños.

En comparación, el asteroide más grande Didymos era más blando en altitudes más bajas, aunque más rocoso en altitudes más altas, con más cráteres que Demorphos. Los autores concluyeron que Demorphos probablemente se separó de Didymos en un “gran evento de caída masiva”. Existen procesos naturales que pueden acelerar la rotación de pequeños asteroides, y cada vez hay más evidencia de que estos procesos pueden ser responsables de remodelar estos objetos o incluso forzar al material a girar alejándose de sus superficies.

Los análisis indicaron que tanto Didymos como Dimorphos tienen propiedades superficiales deficientes, lo que llevó al equipo a plantear la hipótesis de que la edad de la superficie de Didymos es aproximadamente de 40 a 130 veces mayor que la de Dimorphos, estimándose que el primero tiene unos 12,5 millones de años y el segundo menos de 300.000 años. viejo. La baja fuerza superficial de Dimorphos probablemente contribuyó al gran impacto que tuvo en su órbita.

“Las imágenes y los datos recopilados por la nave espacial DART en el sistema Didymos brindaron una oportunidad única de observar de cerca un sistema binario de asteroides cercanos a la Tierra”, dijo Barnouin. “Solo a partir de estas imágenes, hemos podido inferir una gran cantidad de información sobre las propiedades geofísicas de Didymos y Demorphos, ampliando nuestra comprensión de la composición de estos dos asteroides. También entendemos mejor por qué la nave espacial DART fue tan efectiva para moverse. Demorfos.”

Maurizio Pagula, del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), y sus colegas realizaron una investigación para comparar formas y tamaños^[2] Los investigadores han determinado que las características físicas de Demorphos indican que se formó en etapas y probablemente fue a partir de materiales heredados de su asteroide padre Didymos. Este hallazgo refuerza la teoría predominante de que algunos sistemas binarios de asteroides surgen de los restos de un protoasteroide más grande que se acumula en la luna de un nuevo asteroide.

Alice Luchetti, del Instituto Astrofísico Nacional, y sus colegas descubrieron que el estrés por calor^[3] – El debilitamiento y agrietamiento gradual del material debido al calor – puede romper rápidamente las rocas en la superficie de Dimorphos, generando rayas en la superficie y cambiando las propiedades físicas de este tipo de asteroide más rápidamente de lo que se pensaba. Es probable que la misión DART sea la primera observación de un fenómeno de este tipo en este tipo de asteroide.

Supervisado por la investigadora Naomi Murdoch de ISAE-SUPAERO y sus colegas, las estudiantes Jane Piggott y Pauline Lombardo dirigieron un trabajo de investigación que determinó la resistencia de Didymus.^[4] – La capacidad de la superficie para soportar las cargas aplicadas debe ser al menos 1000 veces menor que la capacidad de la arena seca de la Tierra o del suelo lunar. Este es un criterio importante para comprender y predecir la respuesta de la superficie, incluso a efectos del desplazamiento de asteroides.

Kolas Rubin, también de ISAE-SUPAERO, y sus coautores analizaron rocas superficiales en Dimorphos,^[5] Al comparar estas rocas con las de otros asteroides que acumulan escombros, incluidos Itokawa, Ryugu y Bennu, los investigadores descubrieron que las rocas compartían propiedades similares, lo que sugiere que todos estos tipos de asteroides se formaron y evolucionaron de manera similar. El equipo también señaló que “la naturaleza alargada de las rocas alrededor del lugar del impacto de Dart significa que probablemente se formaron mediante procesamiento de impacto”.

Estos últimos resultados forman una visión más sólida de los orígenes del sistema Didymos y contribuyen a la comprensión de cómo se forman dichos cuerpos planetarios. También proporciona nuevos conocimientos sobre por qué DART es tan eficaz para cambiar la órbita de los dimorfos. Agencia Espacial EuropeaLa misión Hira de la ESA se está preparando para volver a visitar el lugar del impacto de Dart en 2026 para analizar más a fondo las consecuencias de la primera prueba de defensa planetaria. Esta investigación proporciona una serie de pruebas de lo que encontrará Hira, contribuyendo a las misiones de exploración actuales y futuras. mejorar las capacidades de defensa planetaria.

En cinco nuevos artículos publicados en Nature Communications, el equipo detrás de la exitosa misión DART de la NASA ha arrojado nueva luz sobre la estructura y los orígenes del sistema de asteroides encontrado en 2022.

1. Geología y evolución del sistema binario de asteroides cercanos a la Tierra (65803) Didymos
2. Evidencias de fragmentación múltiple y desprendimiento de rocas en el sistema binario de asteroides (65803) Didymos
3. Detección de grietas rápidas en rocas debidas a fatiga térmica en asteroides pedregosos
4. Se estimó la capacidad de carga del asteroide 65803 Didymos mediante el seguimiento de rocas
5. Propiedades mecánicas de asteroides formados a partir de montones de escombros (Dimorphos, Itokawa, Ryugu y Bennu) mediante análisis morfológico de rocas superficiales

Referencias:

1. “Geología y evolución del sistema binario de asteroides cercano a la Tierra (65803) Didymos” por Olivier Barnouin, Ronald Louis Palouse, Simone Marchi, Jean-Baptiste Vincent, Harrison Agrusa, Yun Zhang y Caroline M. Ernst, Maurizio Pagola, Filippo Tosperti, Alice Luchetti, R. Tyreek Daly, Eric Palmer, Kevin J. Walsh, Patrick Michel y Jessica M. Sol, Juan L. Rizos y Tony L. Farnham y Derek C. Richardson y Laura M. Barrow, Naomi Murdoch y Kulas Keogh. Robin, Masatoshi Hirabayashi, Thomas Kahut, Eric Asfuge y Sabina D. Raducan, Martin Gozzi, Fabio Ferrari, Pedro Henrique Aragão-Hasselmann, Adriano Campobagatin y Nancy L. Chabot, Jianyang Li, Andrew F. Cheng, Michael C. Nolan, Ángela M. Steckel, Ozgur Karatkin, Elisabetta Dotto, Vincenzo della Corte, Elena Mazzotta Epifani, Alessandro Rossi, Igor Gay, Gasing Don Prasanna Deshabria, Ivano Bertini, Angelo Zenzi, Josep M. Trejo Rodriguez, Joel Picarelli, Stavro Lambrov Ivanov Ski, John Robert Brocato , Giovanni Poggiali, Giovanni Zanotti, Marilena Amoruso, Andrea Capagnolo, Gabriele Cremonese, Massimo Dalora, Simone Eva, Gabriele Impresario, Michele Lavagne, Dario Modenini, Pasquale Palumbo, Davide Perna, Simone Perrotta, Paolo Tortora, Marco Zanoni y Andrew S. Rifkin, 30 de julio. 2024, Comunicaciones de la naturaleza.
   DOI: 10.1038/s41467-024-50146-x
2. “Evidencia de fragmentación múltiple y desprendimiento masivo de rocas en el sistema binario de asteroides compuesto por la pila de escombros (65803) Didymos” por M. Pajola, F. Tusberti, A. Lucchetti, O. Barnouin, S. Cambioni, C. M. Ernst, E. Dotto , RT Daly, G. Poggiali, M. Hirabayashi, R. Nakano, E. Mazzotta Epifani, N. L. Chabot, V. Della Corte, A. Rivkin, H. Agrusa, Y. Zhang, L. Penasa, R.-L. Paloz, S. Ivanovsky, N. Murdoch, A. Rossi, C. Rubin, S. Eva, J.B. Vicente, F. Ferrari, S. de Raducan, A. Campo Bagatín, L. Barrow, B. Benavídez, J. Tancredi, A. Karatkin, J.M. Trejo-Rodríguez, J. Sunshine, T. Farnham, E. Asvog, J.B. DeChapria, FA Hasselmann, J. Piccarelli, S.R. Schwartz, P. Appel, P. Michel, A. Cheng, J.R. Brocato, A. Zinzi y M. Amoroso, S. Pirrotta, G. Impresario, I. Bertini, A. Capannolo, S. Caporali, M. Ceresoli, G. Cremonese, M. Dall’Ora, I. Gai, L. Gomez Casajus, E Gramigna, R Lasagni Manghi, M. Lavagna, M. Lombardo, D. Modenini, P. Palumbo, D. Perna, P. Tortora, M. Zannoni y G. Zanotti, 30 de julio de 2024. Comunicaciones de la naturaleza.
   doi: 10.1038/s41467-024-50148-9
3. “Agrietamiento rápido de rocas debido a fatiga térmica detectado en asteroides rocosos” por A. Lucchetti, S. Cambioni, R. Nakano, OS Barnouin, M. Pajola, L. Penasa, F. Tusberti, KT Ramesh, E. Dotto, CM Ernst , RT Daly, E. Mazzotta Epifani, M. Hirabayashi, L. Barrow, J. Bugiali, A. Campo-Bagatin, R.-L. Baloz, N. L. Chabot, P. Michel, N. Murdoch, J. B. Vincent, O. Karatkin, A. S. Revkin, J. M. Sunshine, T. Kohut, J. D. P. DeChapriya, F. Hasselman, S. Eva, J. Piccarelli, S. L. Ivanovsky, A. Rossi, F. Ferrari, C. Rossi, S. D. Radukan, J. Steklov, S . Schwartz, J.R. Brocato, M. Dalora, A. Zinzi, A.F. Cheng, M. Amoruso, I. Bertini, A. Capagnolo, S. Caporale, M. Cerisoli, J. Cremonese, V. Della Corte, I. Jay, L. Gomez Casajus, E. Gramigna, G. Impresario, R. Lasagni Manghi, M. Lavagna, M. Lombardo, D. Modenini, P. Palumbo, D. Perna, S. Pirrotta, P. Tortora, M. Zannoni y J. Zanotti, 30 de julio de 2024, Comunicaciones de la naturaleza.
   DOI: 10.1038/s41467-024-50145-y
4. “Capacidad de carga del asteroide (65803) Didymos estimada a partir de impactos de rocas” por J. Bigo, B. Lombardo y N. Murdoch, D. J. Sheeres, D. Vivit, Y. Zhang, J. Sunshine, J. B. Vincent, A. S. Barnouin, C. M. Ernst, R. T. Daly, C. Sunday, P. Michel, A. Campo-Bagatin, A. Lucchetti y M. Pajula, A. S. Rivkin y N. El Chaput, 30 de julio de 2024, Comunicaciones de la naturaleza.
   doi: 10.1038/s41467-024-50149-8
5. “Propiedades mecánicas de los asteroides que acumulan escombros (Dimorphos, Itokawa, Ryugu y Bennu) mediante análisis morfológico de rocas superficiales” por Kolas Q. Rubin, Alexia Duchene, Naomi Murdoch, Jean-Baptiste Vincent, Alice Luchetti, Maurizio Pagula y Caroline M. . Ernst, R. Terek Daly y Olivier S. Barnouin y Sabina D. Radukan, Patrick Michel, Masatoshi Hirabayashi, Alexander Stott, Gabriela Cuervo y Erica R. Gawain y Josep M. Trijo Rodríguez y Laura M. Barrow, Cecily Sunday, Damien Vivit, David Maimon y Andrew S. Rivkin y Nancy L. Chabot, 30 de julio de 2024, Comunicaciones de la naturaleza.
   DOI: 10.1038/s41467-024-50147-w

APL gestionó la misión DART para la Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA como un proyecto de la Oficina del Programa de Misiones Planetarias de la agencia. La NASA brindó apoyo para la misión desde varios centros, incluido el Laboratorio de Propulsión a Chorro en el sur de California; el Centro de Vuelos Espaciales Goddard en Greenbelt, Maryland; el Centro Espacial Johnson en Houston; Centro de Investigación Glenn en Cleveland; y el Centro de Investigación Langley en Hampton, Virginia.