كانت مهمة اختبار إعادة توجيه الكويكب المزدوج (DART) التابعة لوكالة ناسا ناجحة من منظور الدفاع الكوكبي ، حيث نجحت في تغيير مدار الكويكب. لكن المهمة كان لها عنصر علمي فيها ، وما زلنا نفرز حطام الاصطدام لتحديد ما يخبرنا به التأثير عن الكويكب. هذا صعب بسبب المسافة إلى الكويكب والكميات المنخفضة من الضوء التي تنعكس من الحطام.
اليوم ، تم إصدار ورقة 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. وبينما يتحركون جميعًا ببطء شديد من موقع الاصطدام ، يجب أن يتمكن بعضهم من الهروب من جاذبية نظام الكويكب المزدوج.
طرق الصخور
تشير الصور التي التقطتها DART قبل زوالها مباشرة إلى أن Dimorphos كان عبارة عن كومة من الأنقاض ، ومزيج من الصخور والصخور الصغيرة والغبار بالكاد تماسك معًا عن طريق سحب الجاذبية المتبادلة. إذن ، ما الذي يحدث عندما يطرق جسم صلب نسبيًا ، مثل مركبة الفضاء DART ، كويكبًا بسرعة عالية؟
لفترة من الوقت ، كانت الإجابة “الكثير من الغبار”. تُظهر الصور المبكرة الكثير من المواد المتدفقة من الكويكبات ، منتشرة في الفضاء وتشكل “ذيلًا” طويلًا مدفوعًا بضغط إشعاع الشمس. ولكن مع مرور الوقت ، تم إزالة الحطام بدرجة كافية بحيث تمكن هابل من الحصول على صورة واضحة لأي أجسام أكبر حجما قد حجبها الغبار – أو بالأحرى عدد من الصور الواضحة.
التحدي في هذا هو أن تلك الأجسام الكبيرة ستظل صغيرة جدًا وتعكس القليل جدًا في طريق ضوء الشمس. نتيجة لذلك ، تظهر بشكل عام كنقاط صغيرة من الضوء ولا يمكن تمييزها عن الأشعة الكونية التي تضرب الكاشف أو نجوم الخلفية التي تتحرك عبر مجال رؤية هابل أثناء التصوير.
لذلك ، كان لابد من تعريض صور هابل لفترة طويلة 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 تجاهل الضوء الذي ظهر فقط في صورة واحدة أو عدد قليل من الصور ، مما أدى إلى التخلص من بعض الضوضاء.
بمجرد الجمع بين التعريضات ، يمكن للباحثين تحديد ما يقرب من 40 جسمًا كانت تتحرك جنبًا إلى جنب مع نظام ديديموس / ديمورفوس ولكنها تختلف عنه. يظهر فقط ألمعها في الصور الفردية.
صغيرة وبطيئة الحركة
بناءً على كمية الضوء التي تعكسها ، يقدر الباحثون أن الصخور التي يرونها تقع في نطاق 4-7 أمتار. يعتمد هذا على متوسط الانعكاس للكويكبات الأم ؛ من الواضح أن أي صخور أغمق أو أكثر إشراقًا ستؤدي إلى التخلص من هذه التقديرات. يستخدم الباحثون أيضًا تقديرًا أحادي الكثافة يعتمد على الكويكبات السليمة لمعرفة الكتل المحتملة للصخور. بشكل جماعي ، يقدر أنها تحمل حوالي 0.1 في المائة من كتلة ديمورفوس قبل الاصطدام.
بناءً على بعدهم عن موقع التأثير ، كان من الممكن تقدير سرعاتهم. وكلها بطيئة للغاية. حتى أسرع الصخور تتحرك بسرعة أقل من متر في الثانية ، وهو ما يترجم إلى ما يقرب من أربع ساعات لقطع كيلومتر واحد من موقع الاصطدام. والسرعة الأبطأ ليست سوى جزء بسيط من تلك السرعة.
ولكن نظرًا للجاذبية الضعيفة للغاية لنظام الكويكب المزدوج الذي أتوا منه ، فإن الأجسام عالية السرعة ستكون قادرة على الهروب من قوة الجاذبية. في الواقع ، يمكن تقسيم سكان الصخور إلى نصفين تقريبًا ، حيث حقق النصف الأسرع سرعة الإفلات.
سمح الجمع بين الكتلة والسرعة للمؤلفين بتقدير إجمالي الطاقة الحركية التي تحملها هذه الصخور بعيدًا عن الاصطدام. بالمقارنة مع الطاقة التي توفرها DART ، فهي صغيرة جدًا ، حوالي 0.003 بالمائة من الطاقة التي قدمتها DART.
نظرًا لأن Dimorphos عبارة عن كومة من الأنقاض ، فلا يوجد سبب للاعتقاد بأن هذه هي نتاج DART لتحطيم 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 جاذبية كومة الأنقاض. بناءً على صور ما قبل الاصطدام لـ Dimorphos ، قدر الباحثون أن الصخور كانت ستشغل مجتمعة حوالي 2٪ من سطح الكويكب. يتوافق هذا مع قيام DART بتفجير فوهة بركان يبلغ قطرها حوالي 50 مترًا.
من المحتمل أن تكون الحفرة أصغر إذا نقلت DART طاقة زلزالية كافية لتفكيك المواد من مكان آخر على الكويكب. ولكن نظرًا لأنه من المتوقع أن تكون أكوام الأنقاض مسامية جدًا ، فمن غير المرجح أن تصل الطاقة الزلزالية بعيدًا جدًا في داخلها.
على أي حال ، سيكون لدينا صورة أوضح للأشياء بمجرد وصول مسبار HERA التابع لوكالة الفضاء الأوروبية إلى الكويكب لإجراء دراسة متابعة. فقط يجب أن تتحلى بالصبر ، لأن هذا ليس من المتوقع أن يحدث لثلاث سنوات أخرى.
رسائل مجلة الفيزياء الفلكية ، 2023. DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ace1ec (حول DOIs).
. “محلل حائز على جوائز. محب للموسيقى. منشئ. هواة Twitter. مستكشف ودود. محب للتواصل ودود.”