Pressemeddelelse

De første resultater fra ESOs teleskoper viser følgerne da DART-rumsonden ramte en asteroide

21. marts 2023

NASAs rumsondeprojekt Double Asteroid Redirection Test (DART) har ramt asteroiden Dimorphos som test af planetforsvaret. Det gav samtidig astronomerne en enestående mulighed for at lære mere om asteroidens sammensætning ud fra det stof, som blev slynget væk. To hold astronomer har nu ved hjælp af ESOs Very Large Telescope (VLT) analyseret observationsresultaterne.

 

26. september 2022 ramte rumsonden DART asteroiden Dimorphos ved et kontrolleret nedslag for at teste, om man kan ændre en truende asteroides bane. Sammenstødet skete 11 milliner kilometer fra Jorden, så det var tæt nok på til at det kunne observeres i detaljer med mange større teleskoper. Alle fire 8,2 meter teleskoper, som udgøre ESOs VLT i Chile observerede følgerne af nedslaget, og de f'ørste resultater af disse VLT-observationer er nu offentliggjort i to artikler.

"Asteroiderne er nogle af de mest grundliggende rester af det, som alle planeter og måner i Solsystemet er dannet ud fra," siger Brian Murphy, som er PhD-studerende ved University of Edinburgh og medforfatter til en af artiklerne. Ved at studere den sky af materiale, som udsendes efter DART-nedslaget kan vi derfor få noget at vide om vores Solsystems dannelse. "Der forekommer naturlige sammenstød imellem asteroider, men det kan man aldrig vide på forhånd," fortsætter Cyrielle Opitom, som også er astronom fra University of Edinburgh, og hovedforfatter på en af artiklerne. "DART er en rigtig fin mulighed for at studere et kontrolleret sammenstød, næsten som om det foregik i laboratoriet."

Optiom og hendes forskerhold fulgte hvordan skyen af materiale udviklede sig i løbet af en måned med brug af instrumentet Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) på ESOs VLT. De så, at det udspredte stof var mere blåt end selve asteroiden var før sammenstødet, og det tyder på, at skyen kunne bestå af meget små partikler. I timerne og dagene efter sammenstødet blev andre strukturer synlige i skyen: klumper, spiraler og en lang hale, som blev blæst væk af Solens stråling. Spiralerne og halen var mere rød end den oprindelige sky, så den kan bestå af større partikler.

Med MUSE lykkedes det for Opitoms hold at opsplitte lyset fra skyen i et regnbuemønster og at søge efter de kemiske fingeraftryk fra forskellige gasser - altså af foretage en spektralanalyse. De ledte særligt efter spor af oxygen og vand fra den is, som blev frigjort ved nedlaget. Men de fandt ikke noget af det. "Man forventer ikke, at asteroider indeholder væsentlige mængder af is, så hvis vi havde fundet spor af vand, ville det have været en stor overraskelse," forklarer Opitom. De søgte også efter spor af det brændstof, som DART-rumsonden brugte, men fandt heller intet af det. "Vi vidste, at det ikke var særligt sandsynligt," siger hun, "for den smule gasser, som ville være tilbage i tankene fra raketsystemet har ikke været stor. Desuden ville noget af brændstoffet have fjernet sig så meget, at det ikke ville have været muligt for MUSE at registrere det på det tidspunkt, hvor vi begyndte observationerne."

Et andet forskerhold, ledet af Stefano Bagnulo, som er astronom ved Armagh Observatoriet og Planetariet i Nordirland, undersøgte hvordan sammenstødet med DART havde ændret asteroidens overflade.

"Når vi observerer objekterne i vores Solsystem, kigger vi på sollys, som er spredt og tilbagekastet fra deres overflade eller deres atmosfære, og det lys bliver delvist polariseret,” forklarer Bagnulo. Det betyder, at lysbølgerne svinger i en foretrukket retning istedet for tilfældigt som i almindeligt lys. "Ved at registrer ændringerne i polariseringen i forhold til asteroidens synsretning i forhold til os og til Solen kan vi iagttage noget om overfladens struktur og sammensætning."

Bagnulo og hans kolleger brugte instrumentet FOcal Reducer/low dispersion Spectrograph 2 (FORS2) på VLT til at følge asteroiden, og de fandt ud af, at polarisationens størrelse pludselig aftog efter sammenstødet. På samme tidspunkt steg lysstyrken for asteroiden og skyen. En mulig forklaring er, at nedslaget åbnede ned til mere oprindeligt materiale fra asteroidens indre. "Måske var det materiale, som blev udgravet ved nedslaget oprindeligt mere lyst og mindre polariserende end stoffet, som oprindeligt var på overfladen, fordi det aldrig har været udsat for solvinden og strålingen fra Solen," siger Bagnulo.

En anden mulighed er, at nedslaget ødelagde partikler på overfladen, så der blev sendt meget mindre partikler ud i skyen af udslynget materiale. "Vi véd, at det under særlige omstændigheder er sådan, at mindre stumper er mere effektive til at tilbagekaste lys, og mindre effektive til at polarisere lyset," forklarer Zuri Gray, som er PhD-studerende ved Armagh Observatory and Planetarium. 

Undersøgelserne fra de to forskerhold under ledelse af Bagnulo og Opitom viser hvilket potentiale VLT har, når dets forskellige instrumenter arbejder sammen. Faktisk blev følgerne af sammenstødet fulgt med to andre VLT-instrumenter ud over MUSE og FORS2, og der foregår stadig analyser af disse data. "Forskningsprojekterne her brugte den enestående mulighed, vi fik, da NASA sendte en rumsonde ind mod en asteroide," slutter Opiton, "så det er ikke noget, vi kan gentage en gang i fremtiden. Det gør de data, som er indsamlet med VLT omkring kollisionstidspunktet til noget yderst værdifuldt i forbindelse med at vi forsøger bedre at forstå asteroidernes natur."

Mere information

 

De forskningsresultater, som vi nævner først i denne pressemeddelelse, blev offentliggjort i en artikel med titlen “Morphology and spectral properties of the DART impact ejecta with VLT/MUSE” i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics (doi:XXX). Anden del af teksten her omhandler resultater fra artiklen “Optical spectropolarimetry of binary asteroid Didymos-Dimorphos before and after the DART impact”, som offentliggøres i tidsskriftet Astrophysical Journal Letters (doi:XXX).

Forskerholdet med de første resultater består af C. Opitom (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, UK [Edinburgh]), B. Murphy (Edinburgh), C. Snodgrass (Edinburgh), S. Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, UK [Armagh]), S. F. Green (School of Physical Sciences, The Open University, UK), M. M. Knight (United States Naval Academy, USA), J. de Léon (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanien), J.-Y. Li (Planetary Science Institute, USA), og D. Gardener (Edinburgh).

Forskerholdet bag den anden del af teksten er S. Bagnulo (Armagh), Z. Gray (Armagh), M. Granvik (Department of Physics, University of Helsinki, Finland [Helsinki]; Asteroid Engineering Laboratory, Luleå University of Technology, Sverige), A. Cellino (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Italien), L. Kolokolova (Department of Astronomy, University of Maryland, USA), K. Muinonen (Helsinki), O. Muñoz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Spanien), C. Opitom (Edinburgh), A. Penttila (Helsinki), og Colin Snodgrass (Edinburgh).

Johns Hopkins Applied Physics Lab har bygget og kontrolleret rumsonden DART og bestyrer  DART missionen for NASAs Planetary Defense Coordination Office i et projekt under NASAs Planetary Missions Program Office. LICIACube er et projekt fra Italian Space Agency (ASI), som udføres af firmaet Argotec. For flere oplysninger om DART missionen, kan man gå ind på linkene https://www.nasa.gov/dart eller https://dart.jhuapl.edu

Links

 

• Forskningsartiklerne:
• Bagnulo et al., Astrophysical Journal Letters
• Opitom et al., Astronomy & Astrophysics Letters
• ESO har en blog post om de samtidige observationer med VLT i tiden efter DART nedlsaget
• Fotos af VLT
• For journalister: du kan tegne abonnement på vore pressemeddelelser på dit eget sprog her
• For forskerne: har du en god historie, så giv os et tip

Kontakter

Ole J. Knudsen
ESON-Danmark, Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: 4059 4520
Email: eson-denmark@eso.org

Cyrielle Opitom
School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh
Edinburgh, United Kingdom
Tel: +44 (0)131 668 8350
Email: copi@roe.ac.uk

Zuri Gray
Armagh Observatory and Planetarium
Armagh, United Kingdom
Tel: +353831185135
Email: zuri.gray@armagh.ac.uk

Juan Carlos Muñoz Mateos
ESO Media Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2303 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.