Выброс из ДАРТа

May 04, 2023

Nature, том 616, страницы 452–456 (2023 г.) Процитировать эту статью

5163 Доступа

6 цитат

1186 Альтметрика

Подробности о метриках

Предполагается, что некоторые активные астероиды образовались в результате столкновений1. Поскольку активные астероиды обычно обнаруживаются случайно только после того, как их хвосты полностью сформировались, процесс превращения ударных выбросов в хвост, насколько нам известно, непосредственно не наблюдался. Миссия НАСА2 по испытанию двойного перенаправления астероидов (DART) помимо успешного изменения орбитального периода Диморфоса3 продемонстрировала процесс активации астероида в результате столкновения при точно известных условиях. Здесь мы сообщаем о наблюдениях ударных выбросов DART с помощью космического телескопа Хаббла от времени воздействия T + 15 минут до T + 18,5 дней при пространственном разрешении около 2,1 км на пиксель. Наши наблюдения показывают сложную эволюцию выбросов, в которых сначала доминирует гравитационное взаимодействие между двойной системой Дидим и выброшенной пылью, а затем давление солнечного излучения. Выбросы с самой низкой скоростью рассеялись через устойчивый хвост, который имел схожую морфологию с ранее наблюдавшимися хвостами астероидов, предположительно образовавшимися в результате удара4,5. Таким образом, эволюция выбросов после эксперимента по контролируемому удару DART обеспечивает основу для понимания фундаментальных механизмов, которые действуют на астероиды, разрушенные естественным ударом1,6.

Космический телескоп Хаббл (HST) наблюдал выбросы каждые 1,6 часа в течение первых 8 часов после удара DART (Расширенная таблица данных 1) при геометрии обзора, показанной на рис. 1. Изображение, полученное примерно при Т + 0,4 часа (рис. 2а) показаны диффузные выбросы с несколькими линейными структурами и сгустками (концентрация материалов, выброшенных с одинаковыми скоростями), охватывающие почти все восточное полушарие Дидима. Примерно через T + 2 часа первоначальное диффузное пылевое облако в основном рассеялось, и из-за эффекта оптической глубины возникла общая конусообразная морфология выброса, края полого конуса были показаны как две линейные детали (l7 и l8). Конус выброса имел множество различных морфологических особенностей (рис. 2б–е), некоторые из которых видны на нескольких изображениях между Т + 3 и Т + 10 ч и простирались почти на 500 км от астероида. Эти объекты перемещались радиально от астероида с постоянной скоростью от нескольких до примерно 30 м/с, как это проецировалось на небо (таблица расширенных данных 2). Радиальное расширение этих элементов предполагает, что этот материал выбрасывается непосредственно из системы Дидимос, не подвергаясь заметному влиянию гравитации системы или давления солнечного излучения. На основе углов положения (угол, измеренный с севера на восток) конуса и простой модели (Методы) мы обнаруживаем, что наблюдаемый конус выброса соответствует трехмерному углу раскрытия 125° ± 10° и центральной линии. под углом положения 67° ± 8°, который почти параллелен направлению приближения космического корабля DART. Наблюдаемый конус выброса шире, чем выбросы, образующиеся в экспериментах по образованию кратеров при вертикальном ударе на сыпучих средах7,8, хотя более широкие углы раскрытия могут быть объяснены кривизной поверхности мишени9 и углом внутреннего трения мишени10, а также геометрией снаряда11.

На этом виде север неба находится вверху, а восток — слева. Эквивалентные диаметры Дидимоса (большого сфероида) и Диморфоса (маленького сфероида) составляют 761 м и 151 м соответственно2. Орбита Диморфоса вокруг Дидима до удара, изображенная черным кружком, имеет большую полуось 1,206 ± 0,035 км3 и эксцентриситет <0,03 (ссылка 29). Размеры Дидима и Диморфа и их разделение на рисунке указаны в масштабе. На изображениях HST вся система находится в пределах одного пикселя. Диморфос вращается вокруг Дидима по часовой стрелке со скоростью примерно 0,17 м/с. Положительный полюс Дидима (также орбитальный полюс системы) представлен синей линией, указывающей близко к южному полюсу мира и на расстоянии 51 градуса от небесной плоскости от Земли. Солнце находится под углом 118°, что обозначено оранжевой линией и символом точечного круга. Вектор космического корабля DART представлен красной линией со стрелками, идущей с востока на запад под углом положения 68° и в пределах 1° от плоскости неба.