كانت مهمة اختبار إعادة توجيه الكويكب المزدوج (DART) التابعة لوكالة ناسا ناجحة من منظور الدفاع الكوكبي ، حيث نجحت في نقل مدار الكويكب بنجاح. لكن المهمة كانت تحتوي على عنصر علمي ، وما زلنا نفرز الحطام من الاصطدام لتحديد ما يخبرنا به التأثير عن الكويكب. هذا أمر صعب بسبب المسافة إلى الكويكب والكميات المنخفضة من الضوء المنعكس من الحطام.
نُشر اليوم ورقة بحثية من قبل فريق حلل صور الآثار باستخدام تلسكوب هابل الفضائي. لقد اكتشفوا عشرات الصخور التي كانت ستشكل مجتمعة في الأصل 0.1 ٪ من كتلة Dimorphos ، هدف DART. وبما أنهم جميعًا ينجرفون ببطء شديد بعيدًا عن موقع الاصطدام ، يجب أن يتمكن بعضهم من الهروب من جاذبية نظام الكويكبات المزدوج.
ضرب الصخور
تشير الصور التي التقطتها DART قبل اختفائها مباشرة إلى أن Dimorphos كان كومة من الأنقاض ، مزيج من الصخور والصخور الصغيرة والغبار بالكاد تماسك معًا عن طريق الجاذبية المتبادلة. إذن ، ما الذي يحدث عندما يرتطم جسم صلب نسبيًا ، مثل مركبة الفضاء DART ، بكويكب بسرعة عالية؟
لفترة من الوقت كانت الإجابة “الكثير من الغبار”. تُظهر الصور الأولى الكثير من المواد الخارجة من الكويكبات ، وتنتشر في الفضاء وتشكل “ذيلًا” طويلًا يلاحقه ضغط الإشعاع من الشمس. ولكن بمرور الوقت ، تم إزالة الحطام بدرجة كافية بحيث تمكن هابل من الحصول على صورة واضحة لجميع الأجسام الكبيرة التي حجبها الغبار – أو بالأحرى عدد من الصور الواضحة.
التحدي في هذا هو أن هذه الأجسام الكبيرة ستظل صغيرة جدًا وتعكس القليل جدًا من ضوء الشمس. نتيجة لذلك ، ستظهر بشكل عام كنقاط صغيرة من الضوء ولن يمكن تمييزها عن الأشعة الكونية التي تصطدم بالكاشف أو النجوم الخلفية التي تتحرك عبر مجال رؤية هابل أثناء التصوير.
لذلك كان على صور هابل أن تكون ذات تعريض طويل لالتقاط ما يكفي من الضوء ، وقام الباحثون بدمج التعريضات المتعددة التي التقطها هابل في نقاط مختلفة في مداره حول الأرض (مما تطلب منهم إعادة توجيه الصورة بحيث أظهروا جميعًا المنطقة المكافئة من نفس الزاوية). تم رفض الضوء الذي ظهر فقط في إطار واحد أو عدد قليل من الإطارات ، مما أدى إلى القضاء على بعض الضوضاء.
بمجرد الجمع بين التعريضات ، تمكن الباحثون من تحديد حوالي 40 كائنًا تحركت مع نظام ديديموس / ديمورفوس ولكنها تختلف عنه. لا يظهر في الصور الفردية إلا ألمعها.
صغيرة وبطيئة
بناءً على كمية الضوء التي تعكسها ، يقدر الباحثون أن الصخور التي يرونها يتراوح قطرها بين 4 و 7 أمتار. يعتمد هذا على متوسط انعكاس الكويكبات الأم ؛ من الواضح أن أي صخور أغمق أو أكثر إشراقًا ستنفي هذه التقديرات. يستخدم الباحثون أيضًا تقديرًا أحادي الكثافة يعتمد على الكويكبات السليمة لتحديد الكتل الصخرية المحتملة. بشكل جماعي ، يقدر أنها تحمل حوالي 0.1 ٪ من كتلة ديمورفوس قبل الاصطدام.
بناءً على بعدهم عن موقع التأثير ، كان من الممكن تقدير سرعاتهم. وكلهم بطيئون جدا. حتى أسرع الصخور تتحرك بسرعة تقل عن متر في الثانية ، مما يعني أن الأمر يستغرق حوالي أربع ساعات للسفر كيلومترًا واحدًا من موقع التأثير. والأبطأ ليس سوى جزء بسيط من تلك السرعة.
ولكن ، بالنظر إلى الجاذبية الضعيفة للغاية لنظام الكويكبات المزدوج الذي نشأت منه ، فإن الأجسام سريعة الحركة ستكون قادرة على الهروب من الجاذبية. في الواقع ، يمكن تقسيم سكان الصخور إلى النصف تقريبًا ، مع وصول النصف الأسرع إلى سرعة الهروب.
سمح الجمع بين الكتلة والسرعة للمؤلفين بتقدير إجمالي الطاقة الحركية التي تحملها هذه الصخور بعيدًا عن الاصطدام. بالمقارنة مع الطاقة التي توفرها DART ، فهي منخفضة جدًا ، حيث تبلغ حوالي 0.003 ٪ من الطاقة التي توفرها DART.
نظرًا لأن Dimorphos عبارة عن كومة من الأنقاض ، فلا يوجد سبب للاعتقاد بأنه نتاج DART الذي يحطم صخرة أكبر عند الاصطدام. بدلاً من ذلك ، تم بناء ديمورفوس من الصخور التي تحطمت مسبقًا بسبب الاصطدامات في الماضي البعيد. حررت DART فقط عددًا قليلاً منهم من خطورة كومة الأنقاض. بناءً على صور ما قبل الاصطدام من Dimorphos ، قدر الباحثون أن الصخور كانت ستشغل مجتمعة حوالي 2 ٪ من سطح الكويكب. يتوافق هذا مع حقيقة أن DART فجرت حفرة قطرها حوالي 50 مترًا.
يمكن أن تكون الحفرة أصغر حجمًا إذا نقلت DART طاقة زلزالية كافية لإسقاط المواد من مكان آخر على الكويكب. ولكن نظرًا لأنه من المتوقع أن تكون أكوام الأنقاض مسامية جدًا ، فمن غير المرجح أن تخترق الطاقة الزلزالية بعمق داخلها.
على أي حال ، سيكون لدينا صورة أوضح للأشياء بمجرد وصول مسبار HERA التابع لوكالة الفضاء الأوروبية إلى الكويكب لإجراء دراسة متابعة. عليك فقط أن تتحلى بالصبر ، لأنه لا ينبغي أن يحدث لمدة ثلاث سنوات.
رسائل مجلة الفيزياء الفلكية ، 2023. DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ace1ec (حول DOIs).
