За допомогою Дуже великого телескопа (Very Large Telescope, VLT) Європейської південної обсерваторії (European Southern Observatory, ESO) дві групи астрономів спостерігали за наслідками зіткнення між космічним апаратом NASA Double Asteroid Redirection Test (DART) і астероїдом Діморфос (Dimorphos). Контрольоване зіткнення — це випробування в рамках програми захисту планети від небезпечних астероїдів. Але воно також дало астрономам унікальну можливість дізнатися більше про склад астероїда завдяки аналізу викинутої з його поверхні речовини.
26 вересня 2022 року космічний зонд DART зіткнувся з астероїдом Діморфос під час контрольованого тестування наших можливостей зі зміни (відхилення) орбіти астероїда. Удар стався на відстані 11 мільйонів кілометрів від Землі, достатньо близько, щоб його можна було докладно спостерігати за допомогою багатьох телескопів. Усі чотири 8,2-метрові телескопи ESO VLT у Чилі спостерігали за наслідками зіткнення. Перші результати цих спостережень VLT тепер оприлюднено у двох статтях.
«Астероїди є одними з найпростіших реліктів того, з чого були створені всі планети та супутники Сонячної системи», — сказав Брайан Мерфі (Brian Murphy), аспірант Единбурзького університету (Великобританія) та співавтор одного з досліджень. Таким чином, вивчення хмари речовини, викинутої після удару DART, може розповісти нам про те, як утворилася Сонячна система. «Зіткнення між астероїдами відбувається природним шляхом, але ви ніколи не знаєте цього заздалегідь», — додала Сіріель Опітом (Cyrielle Opitom), астроном з Единбурзького університету та провідний автор однієї зі статей. «DART — це справді гарна можливість вивчати контрольований вплив, майже як у лабораторії».
Опітом та її група протягом місяця стежили за еволюцією хмари «сміття» за допомогою інструмента Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) на VLT ESO. Вони виявили, що викинута хмара мала сильніший синій колір, ніж сам астероїд до удару. Це вказує на те, що хмара могла складатися з дуже дрібних частинок. Протягом наступних годин і днів після удару розвинулися інші структури: згустки, спіралі та довгий хвіст. Він виник через відштовхування частинок сонячним випромінюванням. Спіралі та хвіст були червонішими, ніж початкова хмара, і тому могли складатися з більших частинок.
Інструмент MUSE дав змогу групі Опітом розкласти світло від хмари на візерунок райдуги і знайти хімічні «відбитки» різних газів. Зокрема, науковці шукали кисень і воду з льоду, який вивільнився внаслідок удару. Але нічого не знайшли. «Астрономи не вважають, що астероїди містять значну кількість льоду, тому виявлення будь-яких слідів води було б справжнім сюрпризом», — пояснила Опітом. Вони також шукали сліди палива космічного корабля DART, але і їх також не виявили. «Ми знали, що це буде непросто, — каже вона, — бо кількість газу, що мав залишиться в баках рушійної установки, буде невеликою. Крім того, деякі з них розсіялися б занадто далеко, щоб виявити їх за допомогою MUSE в той час, коли ми почали спостереження».
Інша група під керівництвом Стефано Баґнуло (Stefano Bagnulo), астронома з обсерваторії та планетарію Арма у Великій Британії, досліджувала, як удар DART змінив поверхню астероїда.
Уявлення художника про наслідки зіткнення космічного зонда NASA DART з астероїдом Діморфос. Малюнок створено з використанням знімків астероїда великим планом, які камера DRACO на космічному апараті DART зробила перед ударом. Космічний зонд DART зіткнувся з Діморфосом на швидкості понад 6 кілометрів на секунду (близько 22 000 кілометрів на годину). Після удару кілька телескопів спостерігали за еволюцією хмари уламків, зокрема Дуже великий телескоп Європейської південної обсерваторії. Авторські права на зображення: ESO/M. Kornmesser. Фото з сайту www.eso.org.
«Коли ми спостерігаємо за об’єктами в Сонячній системі, ми дивимось на сонячне світло, яке розсіює їхня поверхня або атмосфера. Воно зазнає часткової поляризації», — пояснив Баґнуло. Це означає, що світлові хвилі коливаються вздовж певного напрямку, а не випадково. «Реєстрація того, як змінюється поляризація світла залежно від орієнтації астероїда відносно Землі й Сонця, дає змогу виявити структуру і склад його поверхні».
Для спостереження за астероїдом, Баґнуло та його колеги використовували інструмент FOcal Reducer/low dispersion Spectrograph 2 (FORS2), встановлений на VLT. Науковці виявили, що рівень поляризації раптово впав після удару. При цьому зросла загальна яскравість системи. Одне з можливих пояснень полягає в тому, що удар оголив більше незайманого матеріалу з внутрішньої частини астероїда. «Можливо, речовина, викинута через удар, була яскравішою та спричиняла меншу поляризацію світла, ніж речовина на поверхні. Бо вона ніколи не зазнавала впливу сонячного вітру та сонячного випромінювання», — зазначив Баґнуло.
Інше пояснення полягає в тому, що удар зруйнував частинки на поверхні. Тому в хмару уламків потрапили ті з них, що мали набагато менші розміри. «Ми знаємо, що за певних обставин менші фрагменти ефективніше відбивають світло та менш ефективно поляризують його», — пояснив Зурі Ґрей (Zuri Gray), аспірант обсерваторії та планетарію Арма.
Дослідження, виконані науковими групами під керівництвом Баґнуло та Опітоми, показують потенціал VLT, коли його різні інструменти працюють разом. Фактично, крім MUSE та FORS2, наслідки удару науковці спостерігали за допомогою двох інших інструментів VLT, і аналіз цих даних триває. «Це дослідження скористалося унікальною можливістю, коли NASA влаштувало зіткнення з астероїдом, — підсумувала Опітом. Такого не можна буде повторити на жодному майбутньому об’єкті. Це робить дані, отримані за допомогою VLT під час зіткнення, надзвичайно цінними, коли справа доходить до кращого розуміння природи астероїдів».
За інф. з сайту www.eso.org підготував Іван Крячко
