DART asteroit çarpması 10.000 kilometrelik kaya enkaz alanına neden oluyor – Ars Technica

NASA’nın Çift Asteroid Yeniden Yönlendirme Testi (DART) görevi, gezegen savunması açısından başarılı oldu ve asteroitin yörüngesini başarıyla değiştirdi. Ancak görevin bir bilim bileşeni vardı ve çarpmanın bize asteroit hakkında ne söylediğini belirlemek için çarpma enkazını hâlâ inceliyoruz. Bu, asteroide olan uzaklık ve enkazdan yansıyan düşük ışık miktarları nedeniyle zordur.

Bugün, Hubble Uzay Teleskobu ile çarpışmaların görüntülerini analiz eden bir ekip tarafından bir makale yayınlandı. DART hedefi olan Dimorphos’un kütlesinin orijinal olarak %0,1’ini oluşturan düzinelerce kayayı ortaya çıkardılar. Ve hepsi çarpışma bölgesinden çok yavaş hareket ederken, bazıları çift asteroit sisteminin yerçekiminden kaçabilmeli.

kaya yolları

DART tarafından ölümünden hemen önce çekilen görüntüler, Dimorphos’un bir moloz yığını, bir kaya yığını, küçük kayalar ve karşılıklı yerçekimiyle zar zor bir arada tutulan toz olduğunu gösteriyor. Peki, DART uzay aracı gibi nispeten sert bir nesne yüksek hızda bir asteroide çarptığında ne olur?

Bir süre cevap “çok fazla toz” oldu. İlk görüntüler, asteroitlerden dökülen, uzayda dağılan ve güneşin radyasyon basıncıyla hareket eden uzun bir “kuyruk” oluşturan çok sayıda malzeme gösteriyor. Ancak zamanla, Hubble’ın toz tarafından gizlenmiş daha büyük nesnelerin net bir resmini veya daha doğrusu bir dizi net görüntüyü elde etmesine yetecek kadar enkaz kaldırıldı.

Bununla ilgili zorluk, bu büyük nesnelerin hala çok küçük olacakları ve güneş ışığını çok az yansıtacaklarıdır. Sonuç olarak, genellikle küçük ışık noktaları olarak görünürler ve görüntüleme sırasında Hubble’ın görüş alanı boyunca hareket eden dedektöre çarpan kozmik ışınlardan veya arka plan yıldızlarından ayırt edilemezler.

Bu nedenle, Hubble görüntülerinin yeterli ışığı yakalayabilmesi için uzun süre pozlanmış olması gerekiyordu ve araştırmacılar, Hubble’ın Dünya etrafındaki yörüngesinde farklı noktalarda çektiği çoklu pozları birleştirdiler (bu, hepsinin aynı açıdan eşdeğer alanı göstermesi için görüntüyü yeniden yönlendirmelerini gerektirdi). Yalnızca bir veya birkaç görüntüde görünen ışık atılarak gürültünün bir kısmı giderildi.

Pozlamalar birleştirildiğinde, araştırmacılar Didymus/Dimorphus sistemiyle birlikte hareket eden ancak ondan ayrılan yaklaşık 40 nesne tanımlayabildiler. Tek tek görüntülerde yalnızca en parlak olanlar gösterilir.

Küçük ve yavaş hareket eden

Araştırmacılar, yansıttıkları ışık miktarına dayanarak gördükleri kayaların 4-7 metre içinde olduğunu tahmin ediyor. Bu, ana asteroitlerin ortalama yansımasına dayanmaktadır; Daha koyu veya daha parlak kayalar, bu tahminleri açıkça ortadan kaldıracaktır. Araştırmacılar ayrıca, kayaların olası kütlelerini bulmak için bozulmamış asteroitlere dayanan monolitik bir yoğunluk tahmini kullanıyor. Toplu olarak, çarpışmadan önce Dimorphos kütlesinin yaklaşık yüzde 0,1’ini taşıdıkları tahmin edilmektedir.

Etki alanından uzaklıklarına bağlı olarak, hızlarını tahmin etmek mümkündü. Hepsi çok yavaş. En hızlı kayalar bile saniyede bir metreden daha az hareket eder, bu da çarpma bölgesinden bir kilometre uzaklaşmak için yaklaşık dört saat anlamına gelir. Ve daha yavaş hız, bu hızın yalnızca bir kısmıdır.

Ancak geldikleri çift asteroit sisteminin çok zayıf yerçekimi nedeniyle, yüksek hızlı nesneler yerçekimi kuvvetinden kaçabilecektir. Aslında, kaya popülasyonu kabaca ikiye bölünebilir ve daha hızlı olan yarısı kaçış hızına ulaşır.

Kütle ve hızın birleşimi, yazarların bu kayaların çarpışmadan uzaklaştırdığı toplam kinetik enerjiyi tahmin etmelerini sağladı. DART’ın sağladığı enerjiyle karşılaştırıldığında çok küçüktür, DART’ın sağladığı enerjinin yaklaşık yüzde 0,003’ü kadardır.

Dimorphos bir moloz yığını olduğu için, bunun çarpma anında daha büyük bir kayayı paramparça eden bir DART ürünü olduğuna inanmak için hiçbir neden yoktur. Bunun yerine, Dimorphos, daha önce uzak geçmişte çarpışmalarla parçalanmış kayalardan yapılmıştır. DART, yalnızca birkaçını moloz yığınının yerçekiminden kurtardı. Araştırmacılar, Dimorphos’un çarpma öncesi görüntülerine dayanarak, kayaların toplu olarak asteroit yüzeyinin yaklaşık %2’sini kaplayacağını tahmin ediyor. Bu, DART’ın yaklaşık 50 metre çapında bir krateri patlatmasına karşılık gelir.

DART, asteroitin herhangi bir yerinden malzemeyi gevşetmek için yeterli sismik enerji iletirse, krater muhtemelen daha küçük olacaktır. Ancak moloz yığınlarının çok gözenekli olması beklendiğinden, sismik enerjinin bunların çok derinlerine ulaşması pek olası değildir.

Her halükarda, Avrupa Uzay Ajansı’nın HERA sondası bir takip çalışması için asteroide ulaştığında, her şeyin daha net bir resmini elde edeceğiz. Sadece sabırlı olmalısınız, çünkü bunun üç yıl daha gerçekleşmesi beklenmiyor.

Astrophysical Journal Letters, 2023. DOI: 10.3847/2041-8213/ace1ec (DOI’ler hakkında).