يرى هابل صخورًا تنطلق من كويكب ديمورفوس

هز تأثير مهمة DART 2022 سطح الكويكب

آسف دجاج ليتل ، السماء لم تسقط – على الأقل ليس بعد.

تشكل الكويكبات المنحرفة خطرًا حقيقيًا من الاصطدام بالأرض. يقدر العلماء أن كويكبًا يبلغ قطره عدة أميال اصطدم بالأرض قبل 65 مليون سنة وقضى على الديناصورات ، من بين أشكال الحياة الأخرى ، في انقراض جماعي. على عكس الديناصورات ، يمكن للبشرية تجنب هذا المصير إذا بدأنا في ممارسة انحراف كويكب يقترب من الأرض.

إنها أصعب من كيفية تصويرها في أفلام الخيال العلمي مثل Deep Impact. يجب أن يعرف علماء الكواكب أولاً كيف تم تجميع الكويكبات. هل يسرقون أكوامًا من الركام الصخري غير المحكم ، أم يسرقون شيئًا أكثر أهمية؟ ستساعد هذه المعلومات في توفير استراتيجيات حول كيفية إبعاد كويكب مهدد بنجاح.

لنبدء ب، ناسا أجروا تجربة لتحطيم كويكب لمعرفة مدى انزعاجه. وقع تأثير اختبار إعادة توجيه الكويكب المزدوج (DART) على الكويكب ديمورفوس في 26 سبتمبر 2022. استخدم علماء الفلك تلسكوب هابل الفضائي الاستمرار في متابعة عواقب الاصطدام الكوني. المفاجأة هي اكتشاف عشرات الصخور من الكويكب بعد تحطمه. في صور هابل ، تبدو مثل سرب من النحل يتحرك ببطء شديد بعيدًا عن الكويكب. قد يعني هذا أن الاصطدام بكويكب يقترب من الأرض يمكن أن يتسبب في تكوين مجموعة مشؤومة من الصخور في اتجاهنا.

صورة الكويكب ديمورفوس ، مع أسهم البوصلة وشريط المقياس ومفتاح الألوان للرجوع إليها.
يشير السهمان الشمالي والشرقي للبوصلة إلى اتجاه الصورة في السماء. لاحظ أن العلاقة بين الشمال والشرق في السماء (التي تُرى من الأسفل) معكوسة مقارنة بأسهم الاتجاه على خريطة على الأرض (تُرى من الأعلى).
الجسم الأبيض المتوهج في أسفل اليسار هو Dimorphos. لها ذيل غبار مزرق يمتد قطريًا إلى أعلى اليمين. مجموعة من النقاط الزرقاء (المميزة بدوائر بيضاء) تحيط بالكويكب. هذه هي الصخور التي سقطت من الكويكب عندما ، في 26 سبتمبر 2022 ، ألقت ناسا عمداً مركبة الفضاء DART التي يبلغ وزنها نصف طن في الكويكب لاختبار ما قد يتطلبه الأمر لمنع كويكب في المستقبل من ضرب الأرض. صور هابل الصخور البطيئة الحركة باستخدام كاميرا المجال الواسع 3 في ديسمبر 2022. ينتج اللون عن تخصيص صبغة زرقاء للصورة أحادية اللون (الرمادية).
الائتمان: ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وديفيد جيويت (جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس) وأليسا باغان (STScI)

قد تكون أغنية الروك الشهيرة “اهتز ، راتل آند رول” عام 1954 هي الموسيقى الرئيسية لاكتشاف تلسكوب هابل الفضائي الأخير لما يحدث للكويكب ديمورفوس نتيجة تجربة اختبار إعادة توجيه الكويكبات المزدوجة (DART) التابعة لناسا. ضرب DART عمداً ديمورفوس في 26 سبتمبر 2022 ، مما أدى إلى تغيير طفيف في مسار مداره حول الكويكب الأكبر ديديموس.

اكتشف علماء الفلك الذين يستخدمون حساسية هابل غير العادية سربًا من الصخور التي ربما تكون قد هزَّت من الكويكب عندما قامت ناسا بإلقاء مركبة فضائية DART ذات نصف طن على ديمورفوس بسرعة 14000 ميل في الساعة.

يتراوح حجم الصخور الحرة البالغ عددها 37 من ثلاثة أقدام إلى 22 قدمًا ، بناءً على قياس هابل الضوئي. إنهم يبتعدون عن الكويكب بسرعة تزيد قليلاً عن نصف ميل في الساعة ، أي حوالي سرعة مشي سلحفاة عملاقة. تبلغ الكتلة الإجمالية لهذه الصخور المكتشفة حوالي 0.1٪ من كتلة ديمورفوس.

هذه هي الصورة الكاملة الأخيرة للكويكب ديمورفوس ، التي شوهدت بواسطة اختبار إعادة توجيه الكويكبات المزدوج (DART) التابع لناسا وهو يصطدم بالمركبة الفضائية قبل ثانيتين من الاصطدام. التقط تصوير DRACO (كاميرا الاستطلاع وكاميرا الكويكبات للملاحة البصرية) الموجود على متن الطائرة منطقة بعرض 100 قدم من الكويكب. تبث المركبة الفضائية DART هذه الصور من كاميرا DRACO إلى الأرض في الوقت الفعلي عندما تقترب من الكويكب. نجحت DART في تحقيق هدفها في 26 سبتمبر 2022. Credit: NASA، APL

“هذا مشهد مذهل – أفضل بكثير مما توقعت. نرى سحابة من الصخور تحمل الكتلة والطاقة بعيدًا عن هدف الاصطدام. يتوافق عدد الصخور وحجمها وشكلها مع حقيقة أنها سقطت من سطح ديمورفوس بفعل الاصطدام” ، هذا ما قاله ديفيد جيويت من جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، عالم الكواكب الذي استخدم هابلويد لتتبع التغيرات في زمن الاصطدام. الكويكب وشاهد المواد الخارجة بأحجام أكبر. الصخور هي من أضعف الأشياء التي تم تصويرها على الإطلاق داخل نظامنا الشمسي.

يقول جيويت أن هذا يفتح بعدًا جديدًا لدراسة عواقب تجربة DART باستخدام وكالة الفضاء الأوروبيةالمركبة الفضائية هيرا التالية ، والتي ستصل إلى الكويكب الثنائي في أواخر عام 2026. ستجري هيرا مسحًا مفصلاً لما بعد الاصطدام للكويكب المستهدف. وقال جيويت: “ستظل سحابة الصخور تتشتت عندما تصل هيرا”. “إنه مثل سرب من النحل يتوسع ببطء شديد سينتشر في النهاية على طول مدار الزوج الثنائي حول الشمس.”

يصور هذا الرسم التوضيحي مركبة فضائية ناسا لاختبار إعادة توجيه الكويكبات المزدوجة (DART) قبل الاصطدام بنظام الكويكبات الثنائي ديديموس. حقوق الصورة: NASA / Johns Hopkins APL / Steve Gribben

من المحتمل أن الصخور ليست قطعًا مكسورة من الكويكب الصغير الذي تسبب فيه الاصطدام. كانت مبعثرة بالفعل عبر سطح الكويكب ، كما يتضح من آخر صورة عن قرب التقطتها مركبة الفضاء DART قبل ثانيتين فقط من الاصطدام ، عندما كانت على ارتفاع سبعة أميال فقط فوق السطح.

ويقدر جيويت أن الاصطدام هز 2٪ من الصخور على سطح الكويكب. ويقول إن ملاحظات هابل الصخرية تعطي أيضًا تقديرًا لحجم فوهة الارتطام DART. وقال “كان من الممكن استخراج الصخور من دائرة قطرها حوالي 160 قدما (عرض ملعب كرة قدم) على سطح ديمورفوس.” سيحدد هيرا في النهاية الحجم الفعلي للحفرة.

منذ زمن بعيد ، ربما تكون ديمورفوس قد تشكل من مادة ألقاها في الفضاء الكويكب الأكبر ديديموس. قد يكون الجسم الأصل قد استدار بسرعة كبيرة أو قد يكون قد فقد مادة بسبب الاصطدام بجسم آخر ، من بين سيناريوهات أخرى. شكلت المادة المقذوفة حلقة اندمجت تحت تأثير الجاذبية لتشكل ديمورفوس. وهذا من شأنه أن يجعله كومة من الأنقاض المتطايرة من الحطام الصخري متماسكة معًا بقوة جاذبية ضعيفة نسبيًا. لذلك ، من المحتمل ألا يكون الداخل صلبًا ، لكن له هيكل يشبه إلى حد كبير عنقود العنب.

من غير المعروف كيف تم رفع الصخور من على سطح الكويكب. يمكن أن تكون جزءًا من عمود مقذوف صوره هابل والمراصد الأخرى. أو ربما تكون موجة زلزالية من الاصطدام قد هزت الكويكب – مثل ضرب الجرس بمطرقة – وهز الركام من على السطح.

قال جيويت: “إذا تعقبنا الصخور في أرصاد هابل المستقبلية ، فقد يكون لدينا بيانات كافية لتحديد المسارات الدقيقة للصخور. وبعد ذلك سنرى الاتجاهات التي تم إلقاؤها من السطح”.

قام فريقي DART و LICIACube (Light Italian CubeSat لتصوير الكويكبات) بدراسة الصخور المكتشفة في الصور التي التقطتها كاميرا LICIACube (LICIACube Unit Key Explorer) في الدقائق التالية مباشرة لتأثير DART الحركي.

تلسكوب هابل الفضائي هو مشروع تعاون دولي بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية. يقوم مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند بتشغيل التلسكوب. يجري معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) في بالتيمور بولاية ماريلاند عمليات هابل وويب العلمية. يتم تشغيل STScI لصالح وكالة ناسا من قبل اتحاد الجامعات لأبحاث علم الفلك ، في واشنطن العاصمة.