Lehdistötiedote

ESO:n teleskoopeilta on saatu ensimmäiset tulokset DARTin asteroiditörmäyksen jäljistä

21. maaliskuuta 2023, Turku

Kaksi tähtitieteilijäryhmää ovat havainneet ESO:n Very Large Telescope, eli VLT-kaukoputken avulla NASAn Double Asteroid Redirection Test (DART) luotaimen ja asteroidi Dimorphosin törmäyksen vaikutuksia. Ohjattu törmäys oli planetaarisen puolustuksen testi, mutta sen lisäksi se antoi tähtitieteilijöille ainutlaatuisen mahdollisuuden oppia lisää asteroidien koostumuksesta tutkimalla siitä irronnutta materiaa.

DART-luotain törmäsi 26. syyskuuta 2022 asteroidi Dimorphosiin kokeessa, jonka tarkoitus oli testata kykyä muuttaa asteroidin suuntaa hallitusti. Törmäys tapahtui 11 miljoonan kilometrin päässä Maasta, niin lähellä, että sitä voitiin tarkkailla useilla kaukoputkilla yksityiskohtaisesti. Kaikki neljä Chilessä sijaitsevaa ESO:n 8,2-metristä VLT-teleskooppia havaitsi törmäyksen jälkeisiä vaiheita, ja ensimmäiset tulokset näistä VLT-havainnosta on nyt julkaistu kahdessa tieteellisessä julkaisussa.

"Asteroidit ovat jäännöksiä siitä perusmateriasta, mistä kaikki aurinkokuntamme planeetat ja kuut ovat muodostuneet", Brian Murphy sanoi. Hän on tohtoriopiskelija Edinburghin yliopistossa Isossa-Britanniassa, ja ollut mukana toisessa tutkimuksista. DARTin törmäyksen jälkeensä jättämän materiaalipilven tutkiminen voi siten kertoa, miten aurinkokuntamme on muodostunut. "Asteroidien välisiä törmäyksiä tapahtuu luonnollisesti, mutta niitä ei koskaan tiedetä etukäteen", Cyrielle Opitom, tähtitieteilijä myös Edinburghin yliopistossa ja toisen artikkelin pääkirjoittaja, jatkoi. "DART on todella hieno mahdollisuus kontrolloidun törmäyksen tutkimiseksi, melkein kuin laboratoriossa".

Opitom ja hänen tutkimusryhmänsä seurasivat törmäyspilven kehittymistä kuukauden ajan ESO:n VLT:n Multi Unit Spectroscopic Explorer eli MUSE-instrumentilla. He huomasivatt, että törmäyspilvi oli sinisempi kuin itse asteroidi ennen törmäystä, mikä viittaa siihen, että pilvi saattaa koostua hyvin pienistä partikkeleista. Törmäystä seuranneina tunteina ja päivinä muodostui muita rakenteita, kuten ainekasaumia, spiraalimaisia rakenteita ja pitkä Auringon säteilyn poispäin työntävä häntä. Spiraalit ja häntä olivat punaisempia kuin alkuperäinen pilvi, joten ne saattavat koostua suuremmista partikkeleista.

Opitomin tiimin pystyi MUSEn avulla hajottamaan pilvestä tulevan valon sateenkaaren kaltaiseksi kuvioksi, jonka avulla etsittiin eri kaasujen tekemiä kemiallisia sormenjälkiä. He etsivät erityisesti happea ja törmäyksen paljastamasta jäästä peräisin olevaa vettä. He eivät kuitenkaan löytäneet mitään. "Asteroidien ei odoteta sisältävän merkittäviä määriä jäätä, joten vesijäämien havaitseminen olisi ollut todellinen yllätys", Opitom kertoi. He etsivät myös jälkiä DART-luotaimen polttoaineesta, mutta eivät löytäneet mitään. "Tiesimme, että se oli kaukaa haettua", hän sanoi ",koska propulsiojärjestelmän tankkeihin jäävän kaasun määrä ei olisi kovinkaan suuri. Lisäksi osa siitä olisi mennyt havaintojen alkaessa liian kauas, jotta MUSE olisi pystynyt sitä havaitsemaan".

Toista tutkimusryhmää johti Armaghin observatorion ja planetaarion tähtitieteilijä Stefano Bagnulo Britanniasta, ja he tutkivat, miten DARTin törmäys muutti asteroidin pintaa.

"Havaitessamme aurinkokuntamme kohteita katselemme niiden pinnan tai ilmakehän sirottamaa auringonvaloa, joka muuttuu osittain polarisoituneeksi valoksi", Bagnulo kertoi. Tämä tarkoittaa, että valoaallot heilahtelevat erityisesti tiettyyn suuntaan eivätkä sattumanvaraisesti. "Asteroidin asento suhteessa meihin ja Aurinkoon paljastaa tietoa sen pinnan rakenteesta ja koostumuksesta".

Tarkkaillessaan asteroidia Bagnulo kollegoineen käytti VLT:n FOcal Reducer/low dispersion Spectrograph 2, eli FORS2-instrumenttia ja he havaitsivat, että polarisaation taso laski yhtäkkiä iskun jälkeen. Samanaikaisesti systeemin kokonaiskirkkaus kasvoi. Yksi mahdollinen selitys tälle on se, että törmäys paljasti asteroidin sisältä koskemattomampaa materiaalia. "Ehkä törmäyksen vaikutuksesta irronnut materia oli kirkkaampaa ja vähemmän polarisoivaa kuin pinnalla oleva materia, koska se ei ollut koskaan altistunut aurinkotuulen ja Auringon säteilyn vaikutuksille", Bagnulo sanoi.

Toinen mahdollisuus on, että törmäys tuhosi pinnalla olevia partikkeleita, jolloin törmäyspilveen päätyi paljon pienempiä hiukkasia. "Tiedämme, että tietyissä olosuhteissa pienet partikkelit heijastavat valoa tehokkaammin ja ovat tehottomampia polarisoimaan valoa", Zuri Gray, tohtoriopiskelija myös Armaghin observatoriossa ja planetaariossa, kertoi.

Bagnulon ja Opitomin johtamien tutkimusryhmien tutkimukset osoittavat VLT:n mahdollisuudet, kun sen eri instrumentteja käytetään yhdessä. Törmäyksen jättämiä jälkiä havaittiin MUSEn ja FORS2:n lisäksi kahdella muulla VLT-instrumentilla, mutta näiden tietojen analysointi on vielä kesken. "Tässä tutkimuksessa hyödynnettiin ainutlaatuista tilaisuutta, kun NASA lähetti törmääjän kohti asteroidia", Opitom kertoi lopuksi, "Havaintoja ei voida toistaa millään tulevalla tutkimuslaitteella. Tämä tekee VLT:n avulla törmäyksen aikana saadut tiedot erittäin arvokkaiksi asteroidien ominaisuuksien ymmärtämisessä".

Lisätietoa

Tämän julkistuksen ensimmäisen osan tutkimuksen tulokset on esitelty artikkelissa: “Morphology and spectral properties of the DART impact ejecta with VLT/MUSE”, joka julkaistaan  Astronomy & Astrophysics (doi:10.1051/0004-6361/202345960) julkaisussa. Tämän tiedotteen toisen osan tulokset liittyvät artikkeliin “Optical spectropolarimetry of binary asteroid Didymos-Dimorphos before and after the DART impact”, joka julkaistaan Astrophysical Journal Letters (doi:10.3847/2041-8213/acb261) lehdessä.

Ensimmäisessä tutkimuksessa mukana ovat olleet seuraat tutkijat: C. Opitom (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Yhdistynyt kuningaskunta [Edinburgh]), B. Murphy (Edinburgh), C. Snodgrass (Edinburgh), S. Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, Yhdistynyt kuningaskunta [Armagh]), S. F. Green (School of Physical Sciences, The Open University, Yhdistynyt kuningaskunta), M. M. Knight (United States Naval Academy, Yhdysvallat), J. de Léon (Instituto de Astrofísica de Canarias, Espanja), J.-Y. Li (Planetary Science Institute, Yhdysvallat), ja D. Gardener (Edinburgh).

Toisen tutkimuksen tehneeseen ryhmään ovat kuuluneet: S. Bagnulo (Armagh), Z. Gray (Armagh), M. Granvik (Department of Physics, University of Helsinki, Suomi [Helsinki]; Asteroid Engineering Laboratory, Luleå University of Technology, Ruotsi), A. Cellino (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Italia), L. Kolokolova (Department of Astronomy, University of Maryland, Yhdysvallat), K. Muinonen (Helsinki), O. Muñoz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Espanja), C. Opitom (Edinburgh), A. Penttila (Helsinki), ja Colin Snodgrass (Edinburgh).

DART-luotaimen on rakentanut ja sitä operoi Johns Hopkins Applied Physics Lab. Se myös hallinnoi DART-ohjelmaa NASA:n Planetary Defense Coordination Office toimistolle NASAn Planetary Missions Program Office projektina. LICIACube on Argotecin toteuttama Italian avaruusjärjestön (ASI) hanke. Lisätietoja DART-ohjelmasta saat osoitteesta https://www.nasa.gov/dart tai https://dart.jhuapl.edu.

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.

Linkit

Yhteystiedot

Pasi Nurmi
University of Turku
Turku, Finland
Puh.: 0294504358
Sähköposti: pasnurmi@utu.fi

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

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

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

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso2303.

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso2303fi
Nimi:Didymos, Dimorphos
Facility:Very Large Telescope
Instruments:FORS2, MUSE
Science data:2023ApJ...945L..38B
2023A&A...671L..11O

Kuvat

Dimorphosin ja Didymoksen ympärillä olevan törmäyspilven kehitys DART-törmäyksen jälkeen
Dimorphosin ja Didymoksen ympärillä olevan törmäyspilven kehitys DART-törmäyksen jälkeen
Taiteilijan näkemys tilanteesta DART-luotaimen törmättyä Dimorphos-asteroidiin
Taiteilijan näkemys tilanteesta DART-luotaimen törmättyä Dimorphos-asteroidiin

Videot

Dimorphosin ja Didymoksen ympärillä olevan törmäyspilven kehitys DART-törmäyksen jälkeen
Dimorphosin ja Didymoksen ympärillä olevan törmäyspilven kehitys DART-törmäyksen jälkeen
Miten valon polarisaatio muuttui sen jälkeen, kun DART-luotain törmäsi asteroidi Dimorphosiin?
Miten valon polarisaatio muuttui sen jälkeen, kun DART-luotain törmäsi asteroidi Dimorphosiin?