Các mảnh vỡ văng ra từ tác động của DART đã giúp tạo thêm lực đẩy cho tiểu hành tinh Dimorphos

Các mảnh vỡ văng ra từ tác động của DART đã giúp tạo thêm lực đẩy cho tiểu hành tinh Dimorphos

Dấu thời gian: Ngày 6 tháng 2023 năm 10 00:XNUMX sáng

Tác động DART của Dimorphos
Vùng tác động: ảnh chụp nhanh về tác động do Hubble chụp cho thấy sự phát triển của các luồng ejecta trong vài giờ và vài ngày sau khi DART tác động đến Dimorphos. (Được phép: NASA, ESA, STScI, Jian-Yang Li (PSI), Joseph DePasquale (STScI)).

Tác động của một con tàu vũ trụ vào tiểu hành tinh Dimorphos năm ngoái đã thay đổi chu kỳ quỹ đạo của tiểu hành tinh xung quanh tiểu hành tinh đồng hành của nó, Didymos, thêm 33 phút, với phần lớn sự thay đổi động lượng đến từ vật phóng ra được giải phóng do va chạm. Đó là một trong những phát hiện từ một nhóm các bài báo mới hiện đã xác minh mức độ tác động đã đánh bật Dimorphos rộng 177 m khỏi quỹ đạo của nó.

Thử nghiệm chuyển hướng tiểu hành tinh kép (DART) là tàu vũ trụ của NASA được thiết kế để thử nghiệm xem liệu trong tương lai có thể làm chệch hướng một tiểu hành tinh nguy hiểm tiềm tàng ra khỏi Trái đất hay không.

DART tấn công Dimorphos vào ngày 26 tháng 2022 năm XNUMX, phá hủy tàu vũ trụ và đào một miệng núi lửa trên bề mặt dẫn đến các luồng vật chất phóng ra khỏi tiểu hành tinh bị thương, được kính viễn vọng không gian Hubble và James Webb chụp lại.

Tác động thành công đã dẫn đến việc NASA và một nhóm do Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Johns Hopkins ở Hoa Kỳ dẫn đầu. Thế giới vật lý Bước đột phá của năm 2022 giải thưởng.

NASA đã dự đoán rằng quỹ đạo của Dimorphos sẽ trải qua một sự thay đổi tối thiểu trong khoảng bảy phút sau khi va chạm. Tuy nhiên, các quan sát về đường cong ánh sáng của tiểu hành tinh kép theo dõi cách hai tiểu hành tinh quay quanh nhau, che khuất lẫn nhau theo định kỳ, cũng như các phép đo radar, chỉ ra rằng chu kỳ quỹ đạo của Dimorphos xung quanh Didymos rộng hơn 850 m đã bị chậm lại 33 phút.

“Rất nhiều người cho rằng chúng tôi đang lấy hai quả bóng bi-a và va chạm quả bóng này vào quả bóng kia,” nói Cristina Thomas của Đại học Bắc Arizona, lãnh đạo tác giả của một trong những bài báo mới.

Thay vào đó, DART chỉ đâm vào một đống đổ nát được cố kết lỏng lẻo và có thể phóng nhiều vật liệu vào không gian.

Thomas nói: “Vật liệu đó có động lượng riêng của nó. Thế giới vật lý. “Chúng tôi gọi đó là 'sự tăng cường động lượng' bởi vì nó vượt xa những gì chúng tôi mong đợi từ một vụ va chạm không đàn hồi."

Chính sự tăng cường động lượng này đã tạo nên sự khác biệt giữa 33 và XNUMX phút trong sự thay đổi chu kỳ quỹ đạo. Điều này cho thấy rằng hầu hết sự thay đổi động lượng truyền lên Dimorphos không trực tiếp đến từ tác động động học của DART, mà từ lực đẩy gây ra hiện tượng giật lùi trên tiểu hành tinh.

Phát hiện này có những hậu quả khi có thể cần phải làm chệch hướng một tiểu hành tinh nguy hiểm ra khỏi Trái đất. Lực đẩy thêm từ ejecta có nghĩa là có thể làm chệch hướng một tiểu hành tinh với ít thời gian hơn trước khi va chạm so với suy nghĩ ban đầu. “[Nó] thực sự thay đổi cách chúng ta nghĩ về mức độ lệch hướng của tiểu hành tinh,” Thomas nói.

Tuy nhiên, Thomas chỉ ra rằng tác động của DART “chỉ là một điểm dữ liệu” và các tiểu hành tinh khác có thể có các thuộc tính khác nhau. Thomas cho biết thêm: “Nhưng vì chúng tôi nghĩ rằng rất nhiều tiểu hành tinh là những đống đổ nát, nên chúng tôi có một chút khoảng trống khi làm chệch hướng chúng.

Những phát hiện khác

Giấy khác mở rộng trên đà tăng cường. Bởi Andy Cheng thuộc Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins và các đồng nghiệp, nó phát hiện ra rằng bản thân tác động đã dẫn đến việc giảm tức thời vận tốc quỹ đạo của Dimorphos là 2.7 mm mỗi giây – đủ cao để gây ra sự giật lùi khi giải phóng vật thể.

Trong một bài báo thứ ba, dẫn đầu bởi Ariel Graykowski của Viện SETI, và sử dụng các quan sát của các nhà khoa học công dân, mức độ phát sáng của Dimorphos sau vụ va chạm dẫn đến ước tính khối lượng của chất phóng ra là 0.3–0.5 phần trăm tổng số Dimorphos khối.

Các luồng ejecta phát triển phức tạp, đầu tiên là do lực hấp dẫn từ hai tiểu hành tinh, sau đó là áp suất bức xạ từ gió mặt trời, tác động lên chúng, theo đến tờ giấy thứ tư dẫn đầu bởi Jian-Yang Li thuộc Viện Khoa học Hành tinh ở Arizona.

Li đã dẫn đầu các quan sát của Kính viễn vọng Không gian Hubble về vụ va chạm, cho thấy một hình nón của chất phóng ra bị xoắn lại bởi lực hấp dẫn của các tiểu hành tinh, trước khi áp suất photon của ánh sáng mặt trời đẩy chất phóng ra thành hai đuôi bụi. Bài báo thứ năm tóm tắt các kết quả cho một thử nghiệm thành công về công nghệ va chạm động học để bảo vệ hành tinh.

của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu Nhiệm vụ Hera, được phóng vào tháng 2024 năm 2026, dự kiến ​​sẽ đến hệ thống Didymos–Dimorphos vào năm XNUMX. Hera sẽ theo dõi hậu quả của vụ va chạm, chụp ảnh miệng núi lửa và mô tả tổng thể hai tiểu hành tinh.

Năm bài báo được xuất bản trong Thiên nhiên.

Dấu thời gian:

Thêm từ Thế giới vật lý