Cuando la prueba DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA se estrelló deliberadamente contra un asteroide de 170 metros (560 pies) de ancho el 26 de septiembre de 2022, dejó su huella en más de un sentido. La demostración mostró que un impactador cinético podría desviar un asteroide peligroso en caso de que uno estuviera en curso de colisión con la Tierra. Ahora, un nuevo estudio publicado en el Planetary Science Journal muestra que el impacto cambió no solo el movimiento del asteroide, sino también su forma.
El objetivo de DART, el asteroide Dimorphos, orbita un asteroide cercano a la Tierra más grande llamado Didymos. Antes del impacto, Dimorphos tenía una forma de "esferoide achatado" más o menos simétrica, como una pelota aplastada que es más ancha que alta. Con una órbita circular bien definida a una distancia de unos 3.900 pies (1.189 metros) de Didymos, Dimorphos tardó 11 horas y 55 minutos en completar una vuelta alrededor de Didymos.
"Cuando DART impactó, las cosas se pusieron muy interesantes", dijo Shantanu Naidu, ingeniero de navegación del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, quien dirigió el estudio. "La órbita de Dimorphos ya no es circular: su período orbital" -el tiempo que tarda en completar una sola órbita- "es ahora 33 minutos y 15 segundos más corto. Y toda la forma del asteroide ha cambiado, de un objeto relativamente simétrico a un 'elipsoide triaxial', algo más parecido a una sandía oblonga".
Informe de daños de Dimorphos
El equipo de Naidu utilizó tres fuentes de datos en sus modelos informáticos para deducir lo que le había sucedido al asteroide después del impacto. La primera fuente estaba a bordo de DART: la nave espacial capturó imágenes a medida que se acercaba al asteroide y las envió de regreso a la Tierra a través de la Red de Espacio Profundo (DSN) de la NASA. Estas imágenes proporcionaron mediciones de cerca de la brecha entre Didymos y Dimorphos, al tiempo que midieron las dimensiones de ambos asteroides justo antes del impacto.
La segunda fuente de datos fue el Radar del Sistema Solar Goldstone del DSN, ubicado cerca de Barstow, California, que rebotó ondas de radio en ambos asteroides para medir con precisión la posición y la velocidad de Dimorphos en relación con Didymos después del impacto. Las observaciones de radar ayudaron rápidamente a la NASA a concluir que el efecto de DART en el asteroide superó con creces las expectativas mínimas.
La tercera y más importante fuente de datos: los telescopios terrestres de todo el mundo que midieron la "curva de luz" de ambos asteroides, o cómo la luz solar que se refleja en las superficies de los asteroides cambió con el tiempo. Al comparar las curvas de luz antes y después del impacto, los investigadores pudieron aprender cómo DART alteró el movimiento de Dimorphos.
A medida que Dimorphos orbita, pasa periódicamente por delante y luego por detrás de Didymos. En estos llamados "eventos mutuos", un asteroide puede proyectar una sombra sobre el otro o bloquear nuestra vista desde la Tierra. En cualquier caso, los telescopios registrarán una atenuación temporal, una caída en la curva de luz.
"Utilizamos el tiempo de esta serie precisa de caídas de la curva de luz para deducir la forma de la órbita, y debido a que nuestros modelos eran tan sensibles, también pudimos averiguar la forma del asteroide", dijo Steve Chesley, científico investigador principal en JPL y coautor del estudio. El equipo descubrió que la órbita de Dimorphos ahora es ligeramente alargada o excéntrica. "Antes del impacto", continuó Chesley, "los tiempos de los eventos ocurrieron regularmente, mostrando una órbita circular. Después del impacto, hubo diferencias de tiempo muy leves, lo que muestra que algo estaba torcido. Nunca esperábamos obtener este tipo de precisión".
Los modelos son tan precisos que incluso muestran que Dimorphos se balancea hacia adelante y hacia atrás mientras orbita alrededor de Didymos, dijo Naidu.
Evolución orbital
Los modelos del equipo también calcularon cómo evolucionó el período orbital de Dimorphos. Inmediatamente después del impacto, DART redujo la distancia promedio entre los dos asteroides, acortando el período orbital de Dimorphos en 32 minutos y 42 segundos, a 11 horas, 22 minutos y 37 segundos.
Durante las semanas siguientes, el período orbital del asteroide continuó acortándose a medida que Dimorphos perdía más material rocoso en el espacio, estableciéndose finalmente en 11 horas, 22 minutos y 3 segundos por órbita, 33 minutos y 15 segundos menos de tiempo que antes del impacto. Este cálculo tiene una precisión de 1 1/2 segundos, dijo Naidu. Dimorphos tiene ahora una distancia orbital media de Didymos de unos 3.780 pies (1.152 metros), unos 120 pies (37 metros) más cerca que antes del impacto.
"Los resultados de este estudio concuerdan con otros que se están publicando", dijo Tom Statler, científico principal de cuerpos pequeños del sistema solar en la sede de la NASA en Washington. "Ver a grupos separados analizar los datos y llegar a las mismas conclusiones de forma independiente es un sello distintivo de un resultado científico sólido. DART no solo nos está mostrando el camino hacia una tecnología de desviación de asteroides, sino que está revelando una nueva comprensión fundamental de lo que son los asteroides y cómo se comportan".
Estos resultados y las observaciones de los escombros que quedan después del impacto indican que Dimorphos es un objeto de "pila de escombros" suelto, similar al asteroide Bennu.
La misión Hera de la ESA (Agencia Espacial Europea), cuyo lanzamiento está previsto para octubre de 2024, viajará al par de asteroides para llevar a cabo un estudio detallado y confirmar cómo DART remodeló Dimorphos.
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