Impactul DART al NASA a schimbat ușor orbita sistemului Didymos în jurul Soarelui

Sursa foto: Sciencedaily

După ce sonda DART a NASA s-a prăbușit intenționat asupra satelitului asteroid Dimorphos în septembrie 2022, efectele coliziunii au depășit modificarea locală a mișcării satelitului: impactul a reușit să provoace o schimbare măsurabilă, deși mică, a traiectoriei întregului sistem triplu Didymos–Dimorphos în jurul Soarelui. Descoperirea, rezultat al unei cercetări publicate recent în revista Science Advances, demonstrează, pentru prima dată, că o navă construită de oameni a reușit să altereze orbita heliocentrică a unui obiect natural.

Un impuls care a atins întregul sistem binar

Didymos și partenerul său mai mic, Dimorphos, sunt legate gravitațional și orbitează în jurul unui centru de masă comun, ceea ce le definește drept un sistem binar. O modificare a mișcării unuia dintre corpuri poate influența, prin interacțiuni gravitaționale, întreaga configurație. Cercetarea realizată de o echipă condusă de Rahil Makadia, de la Universitatea Illinois Urbana-Champaign, arată că, pe lângă scurtarea semnificativă a perioadei orbitale a lui Dimorphos în jurul lui Didymos, evenimentul a produs și o mică dar măsurabilă schimbare a perioadei cu care întregul sistem orbitează Soarele.

O modificare minusculă, dar relevantă

Măsurătorile colectate de echipă indică faptul că orbita heliocentrică a perechii a suferit o schimbare a perioadei de aproximativ 0,15 secunde într-un ciclu orbital de 770 de zile. Deși această variație este extrem de mică, cercetătorii subliniază că, în timp, chiar și o aberație atât de mică a vitezei poate crește și, în final, poate face diferența între o traiectorie care se intersectează cu Pământul și una care o evită.

„Este o schimbare minusculă a orbitei, însă, pe termen lung, chiar și o modificare mică se poate transforma într-o deviere semnificativă,” a explicat Thomas Statler, om de știință principal pentru corpurile mici din sistemul solar la sediul NASA din Washington. El a adăugat că măsurătorile extrem de precise obținute de echipă validează din nou ideea impactului cinetic ca tehnică potențială de apărare planetară și arată cum un asteroid binar ar putea fi deviat prin lovirea doar a unuia dintre componente.

Debrisul eliberat a amplificat impulsul

Când DART a lovit Dimorphos, impactul a generat un nor masiv de resturi stâncoase care au fost aruncate în spațiu și a remodelat satelitul, care are circa 170 de metri în diametru (560 de picioare). Materialul ejectat a preluat o parte din impulsul coliziunii și l-a transferat în mod efectiv din asteroid spre spațiu, mărind forța totală exercitată asupra corpului. Această contribuție suplimentară este cunoscută de oamenii de știință drept factorul de amplificare a impulsului.

Cercetătorii au calculat că factorul de amplificare al impulsului generat de impactul DART a fost de aproximativ doi. Cu alte cuvinte, resturile eyectate au dublat forța pe care sonda ar fi exercitat-o doar prin masa și viteza sa.

Studii anterioare au demonstrat că impactul a scurtat cu 33 de minute perioada orbitală a lui Dimorphos în jurul asteroidului mai mare Didymos — acesta din urmă având aproape o jumătate de milă în diametru, adică aproximativ 805 metri. Noua cercetare arată, în plus, că materialul expulzat din sistem a fost suficient pentru a modifica ușor și traiectoria heliocentrică a întregului sistem.

Magnitudinea schimbării de viteză

Rahil Makadia, autor principal al studiului, a detaliat felul în care a fost cuantificată schimbarea: „Modificarea vitezei orbitale a sistemului binar a fost de aproximativ 11,7 microni pe secundă, sau 1,7 inci pe oră.” Aceste valori ilustrează cât de mică a fost schimbarea în termeni de viteză absolută, dar și potențialul pe termen lung al unei astfel de devieri când se aplică din timp pentru a apăra Pământul.

De ce contează mici modificări orbitale

Didymos nu a fost niciodată pe o traiectorie de coliziune cu Pământul, iar experimentele DART nu au putut să îl pună pe un astfel de curs. Totuși, demonstrația că un impact poate modifica orbita heliocentrică a unui corp natural întărește ideea că, dacă un obiect periculos ar fi detectat cu suficient timp înainte, lovirea lui cu o sondă ar putea schimba ușor viteza sa și, astfel, ar devia traiectoria pe termen lung.

În scenariul preventiv ideal, o schimbare mică a vitezei ar fi suficientă pentru a crea, în timp, o aberație semnificativă față de traiectoria inițială, evitând un impact cu planeta noastră. Pentru a spori capacitățile de detectare timpurie a obiectelor potențial periculoase, NASA dezvoltă misiunea NEO Surveyor, gestionată de Jet Propulsion Laboratory. Telescopul spațial proiectat în cadrul acestei misiuni va căuta obiecte dificil de detectat, inclusiv asteroizi întunecați și comete cu reflectivitate redusă în spectrul vizibil.

Urmărirea asteroizilor prin ocultări stelare

Pentru a demonstra că coliziunea DART a influențat mișcarea ambilor asteroizi ai sistemului, cercetătorii au avut nevoie de măsurători extrem de precise ale orbitei heliocentrice a lui Didymos. Pe lângă observațiile radar și alte observații terestre, echipa s-a bazat pe ocultări stelare.

O ocultare stelară apare atunci când un asteroid trece exact în fața unei stele îndepărtate, blocând temporar lumina acesteia. Observarea acelei dispariții scurte le permite oamenilor de știință să calculeze cu o acuratețe remarcabilă poziția, viteza și forma asteroidului. Capturarea acestor evenimente este dificilă, pentru că observatorii trebuie să se afle în locurile precise prin care se prevede că asteroidul va trece și adesea necesită mai multe stații de observație dispersate pe distanțe mari.

În această cercetare, oamenii de știință s-au bazat pe contribuția astronomilor volunari din întreaga lume, care au înregistrat 22 de ocultări stelare între octombrie 2022 și martie 2025. „Când sunt combinate cu ani de observații terestre deja existente, aceste observații de ocultare stelară au devenit esențiale pentru calcularea modului în care DART a modificat orbita lui Didymos,” a spus Steve Chesley, coautor principal al studiului și om de știință senior la JPL. El a subliniat și natura dificilă a muncii: „Această activitate depinde foarte mult de vreme și adesea necesită călătorii în regiuni îndepărtate fără nicio garanție de reușită. Acest rezultat nu ar fi fost posibil fără dedicarea a zeci de observatori voluntari ai ocultărilor din întreaga lume.”

Indici despre formarea lui Dimorphos

Urmărirea mișcării celor două corpuri a permis cercetătorilor să estimeze densitățile lor. Rezultatele sugerează că Dimorphos este puțin mai puțin dens decât se credea anterior. Această observație susține ipoteza conform căreia Dimorphos s-a format din materialul pierdut de Didymos în urma unei rotații rapide. Pe măsură ce materialul stâncos, relativ liber, a fost eliberat, acesta s-a aglomerat sub acțiunea gravitației, formând ceea ce oamenii de știință denumesc un asteroid tip „rubble pile” — adică un conglomerat de fragmente stâncoase unite prin gravitație, și nu printr-un corp solid monolitic.

Primul experiment uman de deplasare a unui obiect ceresc

Sonda DART a fost proiectată, construită și operată de Johns Hopkins Applied Physics Laboratory din Laurel, Maryland, pentru Biroul de Coordonare a Apărării Planetare al NASA. Această birou conduce eforturile NASA pentru protejarea Pământului împotriva potențialelor amenințări provenite de la asteroizi. Misiunea a reprezentat prima dată când oamenii au schimbat în mod intenționat mișcarea unui obiect natural din spațiu, oferind o demonstrație reală a unei strategii posibile de apărare planetară.

Descoperirile publicate confirmă utilitatea abordării prin impact cinetic și furnizează date practice despre modul în care ejecta poate amplifica efectul unei lovituri, despre importanța măsurătorilor de înaltă precizie și despre valoarea implicării comunității științifice și a voluntarilor în astfel de proiecte extinse în timp.

Sursa studiului și referințe

Cercetarea principală este citată în revista Science Advances, sub titlul „Direct detection of an asteroid’s heliocentric deflection: The Didymos system after DART.” Autori principali și contribuabili menționați în articolul științific includ: Rahil Makadia, Steven R. Chesley, David Herald, Davide Farnocchia, Nancy L. Chabot, Shantanu P. Naidu, Andrew S. Rivkin, Alexandros Siakas, Damya Souami, Paolo Tanga, Sotirios Tsavdaridis, Kleomenis Tsiganis, Sébastien Bouquillon și Siegfried Eggl. Detaliile complete ale studiului și referințele asociate pot fi găsite în materialele furnizate de Jet Propulsion Laboratory.

Pentru informare suplimentară și acces la comunicatul JPL, cititorii pot consulta pagina oficială a laboratorului Anunțul JPL despre misiunea DART și sinteza publicată pe site-ul de știri științifice Raportul publicat pe ScienceDaily.