En 2022, la prueba de redireccionamiento de doble asteroide (DART) de la NASA se estrelló contra el asteroide Dimorphos en una prueba exitosa de tecnología de defensa planetaria. Ese éxito se midió por un cambio significativo en la órbita de Dimorphos alrededor del asteroide más grande Didymos. Desde entonces, varios observatorios han estado analizando los datos para intentar reconstruir lo que restos del impacto nos habla de la estructura del asteroide.
Todas esas observaciones han tenido lugar a grandes distancias del impacto. Pero DART llevó consigo un pequeño CubeSat llamado LICIACube y lo dejó caer en una trayectoria de seguimiento unas semanas antes del impacto. Tomó un tiempo enviar todas las imágenes de LICIACube a la Tierra y analizarlas, pero ahora están llegando los resultados y brindan pistas sobre la composición y la historia de Dimorphos, además de por qué el impacto tuvo un efecto tan grande en su órbita.
Rastreando escombros
LICIACube tenía a bordo lectores de imágenes de campo estrecho y amplio (llamados LEIA y LUKE a través de algunos backronyms cuidadosamente elegidos). Siguió a DART a través del área de impacto durante aproximadamente tres minutos y capturó imágenes comenzando aproximadamente un minuto antes del impacto y continuando durante más de cinco minutos después.
Estos mostraron que el impacto creó un complejo campo de escombros. En lugar de un simple cono de material, había filamentos y grupos de material eyectado, todos moviéndose a diferentes velocidades. Un artículo, publicado hoy en Nature, intenta catalogar gran parte de ello. Así, por ejemplo, identifica un flujo de material expulsado que aparece en las primeras imágenes posteriores al impacto y que puede rastrearse hasta que se detengan las imágenes. Hasta entonces se había extendido más de ocho kilómetros desde el lugar del impacto. Esto equivale a una velocidad de unos 50 metros por segundo.
Por otra parte, había un grupo de material que fue visible durante aproximadamente un minuto y medio y que viajaba a unos 75 metros por segundo; un segundo grupo se movía aproximadamente a la mitad de ese ritmo.
El material que se movía más rápido que pudieron rastrear fue expulsado a unos 500 metros por segundo, lo que equivale a unos 1.800 kilómetros por hora (1.100 mph). Y eso ayuda a resaltar el valor de LICIACube, ya que las mejores observaciones que tenemos a distancia fueron realizadas por el Hubble, y solo detectó objetos que se movían a la mitad de esa velocidad.
Curiosamente, el material expulsado inicialmente tiene un tono rojizo, pero gradualmente cambia a más azul con el tiempo. Los investigadores sugieren que esto podría significar que la superficie del asteroide se había enrojecido por la exposición a la radiación, y que el primer material que salió del impacto provino de la superficie. Más tarde, a medida que más material salió del interior, el enrojecimiento disminuyó.
A finales del año pasado, un artículo independiente se centró en las dimensiones del cono de escombros. Utilizándolos, trabajó hacia atrás para evaluar dónde llegaba ese cono a la superficie de Dimorphos. En base a eso, los investigadores involucrados estimaron que el material provenía de un cráter de unos 65 metros de diámetro.
Un interior débil
El seguimiento de todos los desechos complejos es importante en parte porque jugó un papel en la eficacia de DART. Sabemos exactamente cuánto impulso llevó la nave espacial DART a la colisión, y podemos compararlo con las estimaciones de la cantidad necesaria para cambiar la órbita de Dimorphos. Según las estimaciones de la magnitud del cambio orbital, así como de la masa inicial de Dimorphos, está bastante claro que el impulso de DART no puede explicar todo el cambio. Entonces, una cantidad significativa del intercambio de impulso se produjo cuando los escombros del impacto alejaron el impulso de Dimorphos.
Un artículo adicional toma los datos de LICIACube sobre el material expulsado y los utiliza para intentar estimar las propiedades internas de Dimorphos. Se utilizó un modelo de la física de la colisión para probar una variedad de composiciones internas del asteroide que variaban según su densidad, cantidad de roca sólida frente a material suelto y otras características. Los mejores resultados provinieron de un cuerpo poroso de densidad relativamente baja que no tiene muchas rocas grandes cerca de su superficie.
Dada esa estructura, los investigadores concluyen que DART probablemente causó una alteración global de la estructura de su objetivo.
La estructura débil y fragmentada de Dimorphos se parece mucho a la que hemos visto en visitas a los llamados «asteroides de pila de escombros» como Bennu y Ryugu. Lo sorprendente es que es mucho más débil que la estructura de su vecino más grande, Didymos. Esto es consistente, sin embargo, con los modelos de cómo se debió formar Dimorphos. Estos postulan que Didymos arrojó material, parte del cual permaneció ligado gravitacionalmente y terminó en órbita.
Una forma de hacerlo es mediante una colisión, pero se podría esperar que sea lo suficientemente energética como para liberar una amplia gama de materiales de Didymos. Sin embargo, una alternativa es que el calentamiento solar podría aumentar el giro de Didymos hasta que ya no tuviera suficiente fuerza gravitacional para retener todo su material. En este caso, es probable que el material más ligero se desprenda primero de la superficie, posiblemente explicando el tamaño relativamente pequeño del material en Dimorphos.
La buena noticia es que dentro de unos años tendremos una visión aún mejor del sistema posterior al impacto. A finales de 2024, la ESA planea lanzar una sonda llamada Hera que entrará en órbita alrededor del sistema Didymos/Dimorphos y proporcionará datos detallados sobre las consecuencias de la colisión.
The Planetary Science Journal, 2023. DOI: 10.3847/PSJ/ad09ba (Acerca de los DOI).
Naturaleza, 2024. DOI: 10.1038/s41586-023-06998-2
Astronomía de la Naturaleza, 2024. DOI: 10,1038/s41550-024-02200-3