Historyczny moment, w którym sonda DART uderzyła w odległą asteroidę Dimorphos, został zarejestrowany przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) i Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Kolizja ta sprawiła, że asteroida stała się trzykrotnie jaśniejsza. Misja miała na celu przetestowania systemu obrony planety poprzez zmianę trajektorii lotu asteroidy.
27 września o 1:14 polskiego czasu teleskopy na całym świecie skierowały swój wzrok na asteroidę Dimorphos, aby zarejestrować historyczny test naszych możliwości do obrony Ziemi przed potencjalnie zagrażającą planecie asteroidą. To pierwszy eksperyment przeprowadzony przez ludzkość, który miał na celu zmianę trajektorii obiektu znajdującego się w przestrzeni kosmicznej. Wśród obserwatoriów nie mogło zabraknąć dwóch najpotężniejszych i najbardziej znanych. Mowa oczywiście o Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba (JWST) oraz Kosmicznym Teleskop Hubble'a.
Obserwatoria uchwyciły moment, w którym należąca do NASA sonda DART (Double Asteroid Redirection Test) celowo uderzyła w asteroidę Dimorphos. To pierwszy raz, kiedy oba kosmiczne teleskopy zostały użyte do jednoczesnej obserwacji tego samego wydarzenia. Obserwacje te pomogą poznać więcej szczegółów tej historycznej misji.
- Webb i Hubble pokazują to, o czym zawsze wiedzieliśmy w NASA: uczymy się więcej, gdy pracujemy razem – powiedział administrator NASA Bill Nelson. - Po raz pierwszy obserwatoria Webba i Hubble'a jednocześnie wykonały zdjęcia tego samego celu w kosmosie: asteroidy, w którą uderzył statek kosmiczny. Cała ludzkość z niecierpliwością czeka na odkrycia Webba, Hubble'a i naszych naziemnych teleskopów – dotyczące misji DART i nie tylko – dodał Nelson.
Jednoczesne obserwacje Webba i Hubble'a pozwolą naukowcom zdobyć wiedzę na temat natury asteroidy Dimorphos, jej powierzchni, składu oraz tego, ile materiału i z jaką prędkością zostało wyrzucone w wyniku zderzenia. Dodatkowo Webb i Hubble uchwyciły wpływ uderzenia na różnych długości fal światła – Webb w podczerwieni, Hubble w zakresie widzialnym. Obserwacje w szerokim zakresie długości fal ujawnią rozkład cząstek w rozszerzającej się chmurze pyłu i pomogą określić, czy uderzenie spowodowało oderwanie się od Dimorphosa wielu dużych fragmentów, czy był to głównie drobny pył. Połączenie tych informacji z naziemnymi obserwacjami pomoże naukowcom zrozumieć, jak uderzenie kinetyczne może modyfikować orbitę asteroidy.
Dimorphos ma około 160 metrów średnicy i orbituje wokół większej asteroidy o nazwie Didymos, które ma około 780 metrów średnicy. Naukowcy przy pomocy teleskopu Webba obserwowali ten układ podwójny jeszcze przed uderzeniem ważącej nieco ponad pół tony sondy DART. Badacze obserwowali także następstwa uderzenia kilka godzin po kolizji. Obrazy z kamery bliskiej podczerwieni Webba (NIRCam) pokazują ciasny, zwarty rdzeń, z pióropuszami materiału pojawiającymi się jako smugi światła wychodzące od środka miejsca uderzenia.
Obserwacja przy pomocy Webba nie były łatwe. Naukowcy musieli skorzystać z metody śledzenia asteroid poruszających się ponad trzy razy szybciej niż pierwotne ograniczenie prędkości ustalone dla JWST. Z tego też powodu przygotowania do obserwacji zaczęły się na kilka tygodni przed uderzeniem. - Mam ogromny podziw dla ludzi z misji Webba, którzy to urzeczywistnili – powiedziała Cristina Thomas z Northern Arizona University. - Planowaliśmy te obserwacje od lat, a potem szczegółowo od tygodni i bardzo się cieszę, że to się udało - dodała.
Naukowcy planują nadal prowadzić obserwacje tego układu podwójnego asteroid w nadchodzących miesiącach za pomocą instrumentu Webb’s Mid-Infrared Instrument (MIRI) i Webb’s Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec). Dane spektroskopowe zapewnią naukowcom wgląd w skład chemiczny asteroidy.
Kosmiczny Teleskop Hubble'a zarejestrował Didymosa i Dimorphosa również przed uderzeniem, a następnie ponownie 15 minut po roztrzaskaniu sondy DART o kosmiczną skałę. Obrazy z teleskopu Hubble'a pokazują wpływ uderzenia w zakresie światła widzialnego. Materia wyrzucona podczas trafienia sondą w asteroidę wygląda jak promienie wychodzące z kosmicznej skały.
Niektóre promienie wydają się być lekko zakrzywione, ale astronomowie muszą przyjrzeć się bliżej, aby ustalić, co to może oznaczać. Jak szacują badacze na podstawie obrazów z Hubble'a, jasność układu podwójnego wzrosła trzykrotnie po uderzeniu. Dostrzegli też, że jasność ta utrzymywała się na stałym poziomie, nawet osiem godzin po trafieniu.
Uczeni planują jeszcze 10 razy w ciągu najbliższych trzech tygodni rzucić okiem na system Didymos-Dimorphos przy pomocy Hubble'a. Te regularne, stosunkowo długoterminowe obserwacje w miarę rozszerzania się i zanikania wyrzuconej chmury pyłu dadzą pełniejszy obraz jej ekspansji - od wyrzutu podczas uderzenia do całkowitego zniknięcia chmury odłamków.
- Kiedy zobaczyłem dane, dosłownie zaniemówiłem, oszołomiony niesamowitymi szczegółami uderzenia, które uchwycił Hubble – powiedział Jian-Yang Li z Planetary Science Institute w Tucson w Arizonie, który kierował obserwacjami Hubble'a. - Czuję się szczęśliwy, że mogłem być świadkiem tego momentu i być częścią zespołu, który to sprawił – dodał.
Astronomowie w nadchodzących tygodniach będą analizować powstałą po uderzeniu chmurę materii i dokładnie mierzyć zmianę orbity Dimorphosa, aby określić, jak skuteczne było zderzenie. Wyniki pomogą zweryfikować i ulepszyć modele komputerowe, które mają kluczowe znaczenie dla przewidywania skuteczności tej techniki jako metody odchylania trajektorii planetoid.
Zderzenia statku kosmicznego z asteroidą, aby zmienić jej trajektorię, to podstawowa strategia ochrony Ziemi, gdyby potencjalnie zagrażająca planecie asteroida została zauważona pięć lub dziesięć lat przed uderzeniem.
Według specjalistów, ryzyko uderzenia asteroidy w Ziemię jest odległe, ale realne. NASA odkryła dotychczas kilka dużych asteroid, które mogą w przyszłości stanowić zagrożenie dla Ziemi i regularnie skanuje niebo w poszukiwaniu kolejnych. Agencja pracuje również nad nowym teleskopem kosmicznym o nazwie Near Earth Object Surveyor, który miałby skupić się na poszukiwaniach potencjalnie niebezpiecznych asteroid w Układzie Słonecznym.
Zespół astronomów będzie teraz prowadzić obserwacje, aby potwierdzić, że uderzenie sondy DART zmieniło orbitę asteroidy wokół Didymosa. Naukowcy spodziewają się, że uderzenie skróciło orbitę Dimorphosa o około 1 proc., czyli o około 10 minut. Jedno okrążenie Dimorphosa wokół Didymosa przed uderzeniem trwało dokładnie 11 godzin i 55 minut. Według planów, mały kuksaniec ze strony sondy DART powinien skrócić orbitę do około 11 godzin i 45 minut.
Jak przyznali eksperci z NASA, mogą minąć nawet dwa miesiące, zanim będzie wiadomo, czy siła uderzenia była wystarczająca, aby zmienić orbitę Dimorphosa wokół Didymosa.
Źródło: NASA, fot. NASA, ESA, CSA, Jian-Yang Li (PSI), Cristina Thomas (Northern Arizona University), Ian Wong (NASA-GSFC); Joseph DePasquale (STScI), Alyssa Pagan (STScI)
