Persbericht

Eerste resultaten van ESO-telescopen over de nasleep van DART-inslag op planetoïde

21 maart 2023

Twee teams van astronomen hebben met de Very Large Telescope (VLT) van ESO de nasleep waargenomen van de botsing tussen NASA’s Double Asteroid Redirection Test (DART) en de kleine planetoïde Dimorphos. De opzettelijke botsing was bedoeld als ‘planetaire verdedigingstest’, maar bood astronomen ook de unieke kans om aan de hand van het opgeworpen materiaal meer te weten te komen over de samenstelling van de planetoïde.

 

Op 26 september 2022 kwam ruimtesonde DART in botsing met de planetoïde Dimorphos, om zo te kunnen onderzoeken in hoeverre het mogelijk is om planetoïden af te weren. De botsing vond plaats op 11 miljoen kilometer van de aarde, dichtbij genoeg om met tal van telescopen waarneembaar te zijn. Alle vier de 8,2-meter telescopen van ESO’s VLT in Chili hebben de nasleep van de botsing waargenomen, en de eerste resultaten van deze VLT-waarnemingen zijn nu in twee artikelen gepubliceerd.

‘Planetoïden behoren tot de meest elementaire overblijfselen van het materiaal waaruit alle planeten en manen in ons zonnestelsel zijn ontstaan,’ zegt Brian Murphy, promovendus aan de Universiteit van Edinburgh (VL) en mede-auteur van een van de artikelen. Het onderzoek van het puin dat bij de inslag van DART opstoof kan ons dus meer vertellen over de vorming van ons zonnestelsel. ‘Botsingen tussen planetoïden gebeuren vanzelf, maar je weet nooit precies wanneer,’ vervolgt Cyrielle Opitom, astronoom aan de Universiteit van Edinburgh en hoofdauteur van een van de artikelen. ‘DART bood echt een geweldige kans om een gecontroleerde inslag te bestuderen, bijna zoals in een laboratorium.’

Opitom en haar team hebben de ontwikkeling van de puinwolk een maand lang gevolgd met de Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) van de VLT. Ze ontdekten dat het opstuivende puin blauwer was dan de planetoïde zelf voor de inslag, wat erop wijst dat de wolk uit zeer fijne deeltjes bestond. In de uren en dagen na de inslag ontstonden andere structuren: klonten, spiralen en een lange staart van stof dat door de lichtdruk van de zon werd weggeduwd. De spiralen en de staart waren roder dan de oorspronkelijke puinwolk, en zouden daarom uit grotere deeltjes kunnen bestaan.

Met MUSE kon het team van Opitom het licht van de wolk uiteenrafelen tot een regenboogachtig patroon, en daarin zoeken naar de chemische vingerafdrukken van verschillende gassen. Ze zochten met name naar zuurstof en water, afkomstig van ijs dat bij de inslag werd blootgelegd. Maar ze vonden niets. ‘Van planetoïden wordt niet verwacht dat ze grote hoeveelheden ijs bevatten, dus de detectie van sporen van water zou een echte verrassing zijn geweest,’ legt Opitom uit. Ook zochten ze tevergeefs naar sporen van de stuwstof van de DART-ruimtesonde. ‘We wisten dat de kans klein was,’ zegt ze, ‘omdat de hoeveelheid gas die in de tanks zou achterblijven niet erg groot zou zijn. Bovendien zou een deel ervan te ver zijn afgedreven om tegen de tijd dat we met onze waarnemingen begonnen nog met MUSE te kunnen detecteren.’

Een ander team, onder leiding van Stefano Bagnulo, astronoom aan het Armagh Observatory and Planetarium (VK), onderzocht hoe de DART-inslag het oppervlak van de planetoïde heeft veranderd.

‘Als we de objecten in ons zonnestelsel waarnemen, kijken we naar het zonlicht dat door hun oppervlak of door hun atmosfeer wordt verstrooid en dat gedeeltelijk gepolariseerd raakt,’ legt Bagnulo uit. Dit betekent dat de lichtgolven in een specifieke richting oscilleren in plaats van willekeurig. ‘Door te volgen hoe de polarisatie verandert met de oriëntatie van de planetoïde ten opzichte van ons en de zon, kan de structuur en de samenstelling van het oppervlak worden vastgesteld.’

Bagnulo en zijn collega’s maakten gebruik van het FOcal Reducer/low dispersion Spectrograph 2 (FORS2)-instrument van de VLT om de planetoïde te volgen, en ontdekten dat de polarisatiegraad na de inslag plotseling afnam. Tegelijkertijd nam de totale helderheid van het systeem toe. Een mogelijke verklaring is dat bij de inslag ongerept materiaal uit het inwendige van de planetoïde aan de oppervlakte is gekomen. ‘Mogelijk was het bij de inslag opgeworpen materiaal intrinsiek helderder en minder polariserend dan het materiaal op het oppervlak, omdat het nooit was blootgesteld aan zonnewind en zonnestraling,’ aldus Bagnulo.

Een andere mogelijkheid is dat de inslag oppervlaktedeeltjes heeft vernietigd, waardoor veel fijnere deeltjes in de puinwolk zijn terechtgekomen. ‘We weten dat kleinere deeltjes onder bepaalde omstandigheden het licht efficiënter weerkaatsen en minder efficiënt polariseren,’ licht promovendus Zuri Gray, eveneens verbonden aan het Armagh Observatory and Planetarium, toe.

De onderzoeken van de teams onder leiding van Bagnulo en Opitom tonen het potentieel van de VLT wanneer zijn verschillende instrumenten samenwerken. Behalve met MUSE en FORS2 is de nasleep van de inslag namelijk ook waargenomen met twee andere VLT-instrumenten. ‘Dit onderzoek maakte gebruik van het unieke gegeven dat NASA een planetoïde heeft beschoten,’ concludeert Optimom. ‘Het kan dus niet worden overgedaan met een toekomstige faciliteit. Dit maakt de gegevens die rond het tijdstip van de inslag met de VLT zijn verkregen uiterst waardevol als het gaat om een beter begrip van de aard van planetoïden.’

Meer informatie

 

De resultaten van het onderzoek die in het eerste deel van dit persbericht worden belicht zijn te vinden in het artikel ‘Morphology and spectral properties of the DART impact ejecta with VLT/MUSE’ dat in Astronomy & Astrophysics verschijnt. Het tweede deel van dit persbericht verwijst naar het artikel ‘Optical spectropolarimetry of binary asteroid Didymos-Dimorphos before and after the DART impact’ in Astrophysical Journal Letters.

Het team dat het eerste onderzoek heeft gedaan bestaat uit C. Opitom (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, VK [Edinburgh]), B. Murphy (Edinburgh), C. Snodgrass (Edinburgh), S. Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, VK [Armagh]), S.F. Green (School of Physical Sciences, The Open University, VK), M.M. Knight (United States Naval Academy, VS, J. de Léon (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanje), J.-Y. Li (Planetary Science Institute, VS) en D. Gardener (Edinburgh).

Het team dat het tweede onderzoek heeft gedaan bestaat uit S. Bagnulo (Armagh), Z. Gray (Armagh), M. Granvik (Department of Physics, Universiteit van Helsinki, Finland [Helsinki]; Asteroid Engineering Laboratory, Luleå University of Technology, Zweden), A. Cellino (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Italië), L. Kolokolova (Department of Astronomy, University of Maryland, VS), K. Muinonen (Helsinki), O. Muñoz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Spanje), C. Opitom (Edinburgh), A. Penttila (Helsinki) en Colin Snodgrass (Edinburgh).

Ruimtesonde DART werd, in opdracht van NASA’s Planetary Defense Coordination Office, gebouwd en beheerd door het Johns Hopkins Applied Physics Lab, als project van NASA’s Planetary Missions Program. LICIACube is een project van de Italiaanse ruimtevaartorganisatie ASI, uitgevoerd door Argotec. Meer informatie over de DART-missie is te vinden op https://www.nasa.gov/dart en https://dart.jhuapl.edu

De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) stelt wetenschappers van over de hele wereld in staat om de geheimen van het heelal te ontdekken, ten bate van iedereen. Wij ontwerpen, bouwen en exploiteren observatoria van wereldklasse die door astronomen worden gebruikt om spannende vragen te beantwoorden en de fascinatie voor astronomie te verspreiden, en bevorderen internationale samenwerking op het gebied van de astronomie. ESO, in 1962 opgericht als intergouvernementele organisatie, wordt inmiddels gedragen door 16 lidstaten (België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland) en door het gastland Chili, met Australië als strategische partner. Het hoofdkwartier van de ESO en haar bezoekerscentrum en planetarium, de ESO Supernova, zijn gevestigd nabij München in Duitsland, maar onze telescopen staan opgesteld in de Chileense Atacama-woestijn – een prachtige plek met unieke omstandigheden voor het doen van hemelwaarnemingen. ESO exploiteert drie waarnemingslocaties: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope en Very Large Telescope Interferometer, evenals surveytelescopen zoals VISTA. Ook zal ESO op Paranal de Cherenkov Telescope Array South huisvesten en exploiteren – ’s werelds grootste en gevoeligste observatorium van gammastraling. Samen met internationale partners beheert ESO APEX en ALMA op Chajnantor, twee faciliteiten die de hemel waarnemen in het millimeter- en submillimetergebied. Op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwen wij ‘het grootste oog ter wereld’ – ESO’s Extremely Large Telescope. Vanuit onze kantoren in Santiago, Chili, ondersteunen wij onze activiteiten in het gastland en werken wij samen met Chileense partners en de Chileense samenleving. 

Links

 

•           Onderzoeksartikelen:

◦           Bagnulo et al., Astrophysical Journal Letters

◦           Opitom et al., Astronomy & Astrophysics Letters

•           ESOblog-post over de gelijktijdige VLT-waarnemingen in de nasleep van de DART-inslag

•           Foto’s van de VLT

•           Voor journalisten: abonneer je op persberichten in je eigen taal

•           Voor wetenschappers: heb je een verhaal? Promoot je onderzoek!

Contact

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

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

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

Connect with ESO on social media

Dit is een vertaling van ESO-persbericht eso2303.