Primeiros resultados dos telescópios do ESO na sequência do impacto da sonda DART no asteroide Dimorphos

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO, duas equipes de astrônomos observaram o resultado da colisão entre a sonda DART (Double Asteroid Redirection Test) da NASA e o asteroide Dimorphos. O impacto controlado foi um teste de defesa planetária, mas constituiu igualmente uma oportunidade única para aprendermos mais sobre a composição deste asteroide a partir do material expelido.

https://www.eso.org/public/images/eso2303a/
Esta série de imagens, obtidas com o instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do ESO, mostra a evolução da nuvem de detritos que foi ejetada quando a sonda DART da NASA colidiu com o asteroide Dimorphos. A primeira imagem foi obtida no dia 26 de setembro de 2022, mesmo antes do impacto, e a última foi tirada quase um mês depois, a 25 de outubro. Durante este período, desenvolveram-se várias estruturas: nodos, espirais e uma longa cauda empurrada para longe pela radiação solar. A seta branca que se vê em todas as imagens marca a direção do Sol. Dimorphos encontra-se em órbita de um asteroide maior chamado Didymos. A barra branca horizontal corresponde a 500 km, mas os asteroides apenas se encontram afastados de 1 km entre si, por isso não os conseguimos distinguir separadamente nestas imagens. As riscas que vemos ao fundo das imagens devem-se ao movimento aparente das estrelas de fundo durante as observações, quando o telescópio seguia o par de asteroides. Créditos: ESO/Opitom et al.

No dia 26 de setembro de 2022, a sonda DART colidiu com o asteroide Dimorphos em um teste controlado das nossas capacidades de deflexão de asteroides. O impacto ocorreu a 11 milhões de quilômetros de distância da Terra, ou seja, suficientemente perto para que pudesse ser observado com detalhe por muitos telescópios. Os quatro telescópios de 8,2 metros do VLT do ESO, no Chile, observaram na sequência do impacto e os primeiros resultados destas observações foram agora publicados em dois artigos científicos.

Este vídeo mostra a evolução da nuvem de detritos que foi ejetada quando a sonda DART da NASA colidiu com o asteroide Dimorphos. A animação baseia-se numa série de imagens obtidas com o instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do ESO, durante um mês após o impacto. A primeira imagem foi obtida no dia 26 de Setembro de 2022, mesmo antes do impacto, e a última foi tirada quase um mês depois, a 25 de Outubro. Durante este período, desenvolveram-se várias estruturas: nodos, espirais e uma longa cauda empurrada para longe pela radiação solar. Dimorphos encontra-se em órbita de um asteroide maior chamado Didymos, mas não conseguimos distinguir separadamente os asteroides nestas imagens. As riscas que vemos ao fundo devem-se ao movimento aparente das estrelas de fundo durante as observações, quando o telescópio seguia o par de asteroides. Créditos: ESO/Opitom et al.

Brian Murphy, estudante de doutoramento na Universidade de Edinburgh, Reino Unido, e coautor de um dos estudos agora publicados, disse:

Os asteroides são relíquias bastante inalteradas do material que formou os planetas e as luas do nosso Sistema Solar.

Brian Murphy

O estudo da nuvem de material ejetado após o impacto da DART pode, por isso, ajudar-nos a compreender melhor a formação do nosso Sistema Solar.

Cyrielle Opitom, astrônoma na Universidade de Edinburgh e autora principal de um dos artigos, afirmou:

Os impactos entre asteroides ocorrem naturalmente, no entanto nunca sabemos quando vão ocorrer. A sonda DART deu-nos realmente uma excelente oportunidade para estudar um impacto controlado, quase como se este tivesse ocorrido num laboratório.

Cyrielle Opitom

Opitom e a sua equipe seguiram a evolução da nuvem de detritos durante um mês, fazendo uso do instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) montado no VLT. Os investigadores descobriram que a nuvem ejetada era mais azul do que o próprio asteroide antes do impacto, o que indica que a nuvem poderia ser constituída por partículas muito pequenas. Nas horas e dias que se seguiram ao impacto, foram-se desenvolvendo outras estruturas: nodos, espirais e uma longa cauda empurrada para longe pela radiação solar. As espirais e a cauda eram mais vermelhos que a nuvem original e, por isso, seriam provavelmente compostas por partículas maiores.

O MUSE permitiu que a equipe de Opitom separasse a luz emitida pela nuvem num padrão do tipo do arco-íris e procurasse as impressões digitais químicas dos diferentes gases. Em particular, os cientistas procuraram as assinaturas de oxigénio e de água com origem no gelo exposto pelo impacto. No entanto, não encontraram nada. Opitom explicou:

Não se espera que os asteroides contenham quantidades significativas de gelo, por isso detectar algum traço de água teria sido uma verdadeira surpresa. Sabíamos que era muito difícil, uma vez que a quantidade de gás que restaria nos tanques do sistema de propulsão não deveria ser muito. Adicionalmente, parte dele ter-se-ia deslocado para demasiado longe para que pudesse ser detectado pelo MUSE na altura em que começamos a observar.

Cyrielle Opitom

A equipe procurou também traços do combustível da sonda DART e não encontrou nenhum.

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Esta impressão artística mostra a ejeção de uma nuvem de detritos após a colisão da sonda DART da NASA com o asteroide Dimorphos. Esta imagem foi criada a partir de fotografias tiradas de perto pela câmera DRACO montada na DART, mesmo antes do impacto. A sonda DART colidiu com Dimorphos a uma velocidade de mais de 6 km por segundo (cerca de 22 000 km/hora). Após o impacto, vários telescópios observaram a evolução da nuvem de detritos, incluindo o Very Large Telescope do ESO. Créditos: ESO/M. Kornmesser

Outra equipe, liderada por Stefano Bagnulo, astrônomo no Observatório e Planetário de Armagh, Reino Unido, estudou como é que o impacto da DART alterou a superfície do asteroide. Bagnulo explicou:

Quando observamos objetos do Sistema Solar, estamos a observar a luz solar que é dispersada pelas suas superfícies ou pelas suas atmosferas e que se encontra parcialmente polarizada.

Stefano Bagnulo

Isto significa que as ondas de luz oscilam ao longo de uma direção privilegiada e não aleatória.

Ao seguirmos como é que a polarização varia com a orientação do asteroide relativamente a nós e ao Sol, podemos revelar a estrutura e a composição da sua superfície.

Bagnulo e colegas usaram o instrumento FORS2 (FOcal Reducer/low dispersion Spectrograph 2), montado no VLT, para monitorizar o asteroide e descobriram que o nível de polarização diminuiu de repente após o impacto. Ao mesmo tempo, o brilho total do sistema aumentou. Uma explicação possível é que o impacto terá exposto material mais prístino existente no interior do asteroide.

Talvez o material escavado pelo impacto seja intrinsecamente mais brilhante e menos polarizante que o material que se encontra à sua superfície, uma vez que nunca esteve exposto ao vento e à radiação solares.

Stefano Bagnulo

Outra possibilidade é que o impacto terá destruído partículas na superfície do asteroide, ejetando assim partículas menores na nuvem de detritos.

Zuri Gray, estudante de doutoramento na Universidade e Planetário de Armagh, disse:

Sabemos que, sob certas condições, os fragmentos menores são mais eficientes a refletir a luz e menos eficientes em polarizá-la.

Zuri Gray

Os estudos apresentados pelas equipes lideradas por Bagnulo e Opitom mostram bem o potencial do VLT quando os seus diferentes instrumentos trabalham em conjunto. Na realidade, além do MUSE e do FORS2, o resultado do impacto foi ainda observado com dois outros instrumentos do VLT, estando esses dados por serem analisados.

Este trabalho tirou partido de uma oportunidade única, o envio de uma sonda da NASA que se chocou com um asteroide e, por isso, não pode ser repetida por nenhuma infraestrutura futura. Este fato torna os dados obtidos com o VLT na altura e no seguimento do impacto extremamente preciosos no que concerne uma melhor compreensão da natureza dos asteroides.

Cyrielle Opitom

O trabalho de investigação destacado na primeira parte deste comunicado foi descrito num artigo científico intitulado “Morphology and spectral properties of the DART impact ejecta with VLT/MUSE” publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. A segunda parte deste comunicado refere-se ao artigo científico intitulado “Optical spectropolarimetry of binary asteroid Didymos-Dimorphos before and after the DART impact” publicado na revista Astrophysical Journal Letters.

Esta animação mostra como é que a polarização da luz solar refletida pelo asteroide Dimorphos mudou após o impacto com a sonda DART da NASA. No início do vídeo, a luz solar não polarizada — representada pelas linhas azuis ondulantes a oscilar em direções aleatórias — é refletida pela superfície do asteroide, que a polariza e faz com que as ondas refletidas oscilem ao longo de uma direção privilegiada. O indicador em baixo à direita mostra o grau de polarização da luz solar refletida. O impacto da DART fez com que fosse ejetada uma nuvem de detritos e assim, após a colisão a polarização diminuiu, tal como observado pelo instrumento FORS2 montado no Very Large Telescope do ESO. Esta diminuição na polarização poderá ter sido devida à exposição de mais material primitivo do interior de Dimorphos ou então devido à ejeção de pequenas partículas produzidas durante o impacto. Créditos: ESO/M. Kornmesser

Fonte

ESO: eso2303 — Science Release – First results from ESO telescopes on the aftermath of DART’s asteroid impact

._._.

eso2303a-Optical-spectropolarimetry-of-binary-asteroid-Didymos-Dimorphos-before-and-after-the-DART-impact

eso2303b-Morphology-and-spectral-properties-of-the-DART-impact-ejecta-with-VLTMUSE

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