Nota de prensa

Primeros resultados de telescopios de ESO sobre las secuelas del impacto de DART en un asteroide

21 de Marzo de 2023

Utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO, dos equipos científicos han observado las secuelas de la colisión entre la nave DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA y el asteroide Dimorphos. El impacto controlado fue una prueba de defensa planetaria, pero también proporcionó a la comunidad astronómica una oportunidad única para aprender más sobre la composición del asteroide a partir del material expulsado.

El 26 de septiembre de 2022, la nave espacial DART colisionó 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 distancia de la Tierra, lo suficientemente cerca como para ser observado en detalle con numerosos 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 se han publicado en dos artículos científicos.

"Los asteroides son algunas de las reliquias de material más básicas a partir del cual se crearon todos los planetas y lunas de nuestro Sistema Solar", declara Brian Murphy, estudiante de doctorado de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido) y coautor de uno de los estudios. Por lo tanto, estudiar la nube de material expulsado tras el impacto de DART puede decirnos cómo se formó nuestro Sistema Solar. "Los impactos entre asteroides ocurren de forma natural, 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 si fuera 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), instalado 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 hecha de 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 del Sol. Las espirales y la cola eran más rojas que la nube inicial, por lo que podían estar hechas de partículas más grandes.

MUSE permitió al equipo de Opitom dividir la luz de la nube en un patrón similar al arco iris y buscar las huellas químicas de diferentes gases. En particular, buscaron oxígeno y agua proveniente 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 combustible de la nave espacial DART, pero no encontraron ninguno. "Sabíamos que era una posibilidad remota", afirma, "ya que la cantidad de gas restante en los tanques del sistema de propulsión no habría sido muy grande. Además, parte del mismo ya habría viajado demasiado lejos como para detectarlo con MUSE cuando comenzamos a observar".

Otro equipo, dirigido por Stefano Bagnulo, astrónomo del Observatorio y Planetario de Armagh (Reino Unido), estudió cómo el impacto de DART alteró la superficie del asteroide.

"Cuando observamos los objetos de nuestro Sistema Solar, vemos la luz solar 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 preferente, en lugar de al azar. "Rastrear cómo cambia la polarización con la orientación del asteroide en relación con nosotros y con el Sol revela la estructura y composición de su superficie".

Bagnulo y sus colegas utilizaron el instrumento FOcal Reducer / Low dispersion Spectrograph 2 (FORS2), instalado en el VLT, para monitorear el asteroide, y detectaron que el nivel de polarización cayó repentinamente después del impacto. Al mismo tiempo, el brillo general del sistema aumentó. Una posible explicación sería 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 polarizado que el material presente en la superficie, ya que nunca estuvo expuesto al viento solar ni a la radiación solar", afirma Bagnulo.

Otra posibilidad es que el impacto destruyera partículas de la superficie, expulsando así otras mucho más pequeñas a la nube de escombros. "Sabemos que, bajo ciertas 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 realizados por 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 del VLT, y el análisis de estos datos está en curso. "Esta investigación aprovechó una oportunidad única cuando la NASA hizo impactar una nave contra un asteroide", concluye Opitom, "por lo que no es posible repetirlo con ninguna instalación futura. Esto hace que los datos obtenidos con el VLT en el momento del impacto sean extremadamente valiosos en lo relacionado con mejorar nuestra comprensión sobre la naturaleza de los asteroides.

Información adicional

La investigación destacada en la primera parte de este comunicado se presentó en el artículo "Morphology and spectral properties of the DART impact ejecta with VLT/MUSE” (Morfología y propiedades espectrales de la eyección del impacto de DART con VLT/MUSE), publicado en la revista Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051 / 0004-6361 / 202345960). La segunda parte de este comunicado se refiere al artículo "Optical spectropolarimetry of binary asteroid Didymos-Dimorphos before and after the DART impact" (Espectropolarimetría óptica del asteroide binario Didymos-Dimorphos antes y después del impacto de DART", publicado en la revista Astrophysical Journal Letters (doi: 10.3847 / 2041-8213 / acb261).

El equipo que realizó el primer estudio está compuesto por C. Opitom (Instituto de Astronomía, Universidad de Edimburgo, Reino Unido [Edimburgh]); B. Murphy (Edimburgh); C. Snodgrass (Edimburgh); S. Bagnulo (Observatorio y Planetario de Armagh, Reino Unido [Armagh]); S. F. Green (Escuela de Ciencias Físicas, The Open University, Reino Unido); M. M. Knight (Academia Naval de los Estados Unidos, EE.UU.); J. de Léon (Instituto de Astrofísica de Canarias, España); J.-Y. Li (Instituto de Ciencias Planetarias, EE.UU.); y D. Gardener (Edimburgh).

El equipo que realizó el segundo estudio está compuesto por S. Bagnulo (Armagh); Z. Gray (Armagh); M. Granvik (Departamento de Física, Universidad de Helsinki, Finlandia [Helsinki], Laboratorio de Ingeniería de Asteroides, Universidad de Tecnología de Luleå, Suecia); A. Cellino (INAF – Observatorio Astrofísico de Torino, Italia); L. Kolokolova (Departamento de Astronomía, Universidad de Maryland, EE.UU.); K. Muinonen (Helsinki); O. Muñoz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, España); C. Opitom (Edimburgh); A. Penttila (Helsinki) y Colin Snodgrass (Edimburgh).

El Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins construyó y operó la nave espacial DART y administra la misión DART para la Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA como un proyecto de la Oficina del Programa de Misiones Planetarias de la agencia. LICIACube es un proyecto de la Agencia Espacial Italiana (ASI), llevado a cabo por Argotec. Para obtener más información sobre la misión DART, visite https://www.nasa.gov/dart o https://dart.jhuapl.edu.

El Observatorio Europeo Austral (ESO) pone a disposición de la comunidad científica mundial los medios necesarios para desvelar los secretos del Universo en beneficio de todos. Diseñamos, construimos y operamos observatorios de vanguardia basados en tierra -utilizados por la comunidad astronómica para abordar preguntas emocionantes y difundir la fascinación por la astronomía- y promovemos la colaboración internacional en astronomía. Establecida como organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza), junto con Chile, país anfitrión, y con Australia como socio estratégico. La sede de ESO y su planetario y centro de visitantes, el ESO Supernova, se encuentran cerca de Múnich (Alemania), mientras que el desierto chileno de Atacama, un lugar maravilloso con condiciones únicas para observar el cielo, alberga nuestros telescopios. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), así como dos telescopios de rastreo: VISTA, que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. En Chajnantor, junto con socios internacionales, ESO opera APEX y ALMA, dos instalaciones que observan los cielos en el rango milimétrico y submilimétrico. En Cerro Armazones, cerca de Paranal, estamos construyendo "el ojo más grande del mundo para mirar el cielo": el Telescopio Extremadamente Grande de ESO (ELT, Extremely Large Telescope). Desde nuestras oficinas en Santiago (Chile), apoyamos el desarrollo de nuestras operaciones en el país y nos comprometemos con los socios chilenos y con la sociedad chilena.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

Enlaces

• Artículos científicos:
  • Bagnulo et al., Astrophysical Journal Letters
  • Opitom et al., Astronomy & Astrophysics Letters
• Post en el blog de ESO sobre las observaciones simultáneas del VLT de las secuelas del impacto de DART
• Fotos del VLT
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Contactos

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School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh
Edinburgh, United Kingdom
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Correo electrónico: copi@roe.ac.uk

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Armagh Observatory and Planetarium
Armagh, United Kingdom
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Correo electrónico: zuri.gray@armagh.ac.uk

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso2303.