Usando el Very Large Telescope (VLT) de ESO, dos equipos de astrónomos han observado las secuelas de la colisión entre la nave espacial Double Asteroid Redirection Test (DART) de la NASA y el asteroide Dimorphos. El impacto controlado fue una prueba de defensa planetaria, pero también brindó a los astrónomos una oportunidad única de aprender más sobre la composición del asteroide a partir del material expulsado.
El 26 de septiembre de 2022, la nave espacial DART chocó con el asteroide Dimorphos en una prueba controlada de nuestras capacidades de desviación de asteroides. El impacto tuvo lugar a 11 millones de kilómetros de la Tierra, lo suficientemente cerca como para ser observado en detalle con muchos telescopios. Los cuatro telescopios de 8,2 metros del VLT de ESO en Chile observaron las secuelas del impacto, y los primeros resultados de estas observaciones del VLT ahora se han publicado en dos artículos.
« Los asteroides son algunas de las reliquias más básicas de las que se crearon todos los planetas y lunas de nuestro Sistema Solar », dice Brian Murphy, estudiante de doctorado en la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido y coautor de uno de los estudios. Por lo tanto, estudiar la nube de material expulsado después del impacto de DART puede informarnos sobre cómo se formó nuestro Sistema Solar. « Los impactos entre asteroides ocurren naturalmente, pero nunca se sabe de antemano », continúa Cyrielle Opitom, astrónoma también de la Universidad de Edimburgo y autora principal de uno de los artículos. « DART es una gran oportunidad para estudiar un impacto controlado, casi como en un laboratorio ».
Opitom y su equipo siguieron la evolución de la nube de escombros durante un mes con el instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) en el VLT de ESO. Descubrieron que la nube expulsada era más azul que el propio asteroide antes del impacto, lo que indica que la nube podría estar formada por partículas muy finas. En las horas y días que siguieron al impacto se desarrollaron otras estructuras: cúmulos, espirales y una larga cola empujada por la radiación solar. Las espirales y la cola eran más rojas que la nube inicial, por lo que podían estar formadas por partículas más grandes.
MUSE permitió al equipo de Opitom dividir la luz de la nube en un patrón similar al arcoíris y buscar las huellas químicas de diferentes gases. En particular, buscaron oxígeno y agua provenientes del hielo expuesto por el impacto. Pero no encontraron nada. « No se espera que los asteroides contengan cantidades significativas de hielo, por lo que detectar cualquier rastro de agua habría sido una verdadera sorpresa », explica Opitom. También buscaron rastros del propulsor de la nave espacial DART, pero no encontraron ninguno. « Sabíamos que era una posibilidad remota », dice, « ya que la cantidad de gasolina que quedaría en los tanques del sistema de propulsión no sería enorme. Además, parte de ella habría viajado demasiado lejos para detectarla con MUSE en el momento en que comenzamos a observar ».
Otro equipo, dirigido por Stefano Bagnulo, astrónomo del Observatorio y Planetario de Armagh en el Reino Unido, estudió cómo el impacto del DART alteró la superficie del asteroide.
“Cuando observamos los objetos de nuestro Sistema Solar, estamos mirando la luz del sol que se dispersa por su superficie o por su atmósfera, que se polariza parcialmente”, explica Bagnulo. Esto significa que las ondas de luz oscilan a lo largo de una dirección preferida en lugar de al azar. « Rastrear cómo cambia la polarización con la orientación del asteroide en relación con nosotros y el Sol revela la estructura y composición de su superficie ».
Bagnulo y sus colegas utilizaron el instrumento FOcal Reducer/. Al mismo tiempo, aumentó el brillo general del sistema. Una posible explicación es que el impacto expuso más material prístino del interior del asteroide. « Tal vez el material excavado por el impacto era intrínsecamente más brillante y menos polarizante que el material de la superficie, porque nunca estuvo expuesto al viento solar ni a la radiación solar », dice Bagnulo.
Otra posibilidad es que el impacto destruyó las partículas en la superficie, expulsando así otras mucho más pequeñas a la nube de escombros. « Sabemos que, en determinadas circunstancias, los fragmentos más pequeños son más eficientes para reflejar la luz y menos eficientes para polarizarla », explica Zuri Gray, estudiante de doctorado también en el Observatorio y Planetario de Armagh.
Los estudios de los equipos liderados por Bagnulo y Opitom muestran el potencial del VLT cuando sus diferentes instrumentos trabajan juntos. De hecho, además de MUSE y FORS2, las secuelas del impacto se observaron con otros dos instrumentos VLT y el análisis de estos datos está en curso. « Esta investigación aprovechó una oportunidad única cuando la NASA impactó un asteroide », concluye Opitom, « por lo que no podrá repetirse en ninguna instalación futura. Esto hace que los datos obtenidos con el VLT alrededor del momento del impacto sean extremadamente valiosos cuando se trata de mejorar comprender la naturaleza de los asteroides ».