La misión DART de la NASA capta con alta resolución el sistema binario de asteroides Dídimo
Un equipo internacional de astrónomos, en el que participan el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ambos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), y el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), presenta las primeras imágenes con alta resolución de Dídimo, un sistema binario de asteroides cercano a la Tierra. Las imágenes obtenidas con las sondas DART y LICIAcube han permitido a los astrónomos inferir información clave sobre la geología y la evolución del sistema de asteroides. El estudio con participación del CSIC, organismo dependiente del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIU), se publica hoy en cinco artículos en un número dedicado a este tema en Nature Communications.
Las observaciones de asteroides cercanos a la Tierra
(NEA, por sus siglas en inglés) han demostrado que gran parte de ellos existen
como sistemas binarios. Los astrónomos y astrónomas han planteado la teoría de
que estos sistemas binarios se forman cuando aumenta la velocidad de rotación
de un único asteroide tipo rubble pile o pila de escombros. Este expulsa
restos, que a su vez acaban formando un nuevo compañero. Dicho proceso depende
de las propiedades geofísicas del asteroide. Por tanto, estudiar la forma y la
morfología de la superficie de los asteroides es clave para interpretar su
evolución.
Gracias a las observaciones de proximidad del
sistema Dídimo -recogidas por la misión DART de la NASA cuando colisionó con el
sistema de asteroides el 27 de septiembre de 2022, así como las imágenes
recogidas por el LICIACube Unit Key Explorer (LUKE) de la Agencia Espacial
Italiana (ASI) justo después del impacto-, el equipo ha tenido una oportunidad
única de observar de cerca a nivel geológico un sistema binario NEA a partir
del cual podemos inferir sus propiedades geofísicas y ampliar nuestra comprensión
sobre su formación.
“A través de este análisis, hemos podido inferir sus
propiedades geofísicas y ampliar nuestra comprensión sobre la naturaleza física
de estos asteroides”, explica Juan Luis Rizos, investigador del IAA-CSIC y
miembro del Proximity Imaging Working Group de la misión DART, cuyo papel
principal ha sido el análisis y modelado fotométrico de las imágenes capturadas
por la cámara DRACO de la sonda.
Por su parte, el investigador del ICE-CSIC y del
IEEC, Josep M. Trigo-Rodríguez ha participado en el análisis de las imágenes de
mayor resolución obtenidas por la cámara DRACO a bordo de la nave DART. La
especialización del equipo del ICE-CSIC en meteoritos condríticos que forman
estos asteroides ha permitido mejorar la interpretación de los procesos que
ocurrieron en ellos.
Estudio del origen geológico y evolución del sistema
Dídimo
Estas imágenes revelan que Dídimo es aplanado y
presenta indicios de ondulación a lo largo de su perímetro ecuatorial. Sus
regiones polares son rugosas y contienen grandes rocas y cráteres, mientras que
cerca de su ecuador la superficie de Dídimo es lisa, con pocas rocas grandes y
cráteres. Dimorfo, por su parte, tiene una superficie cubierta de rocas,
grietas y algunos cráteres. Las superficies de ambos asteroides incluyen
grandes bloques que sugieren que ambos son de tipo pila de escombros.
El astrofísico Josep M. Trigo afirma: “Estudiando
las imágenes de alta resolución proporcionadas por la cámara de DART
identificamos la complejidad de la superficie de Dimorfo. Su superficie está
cubierta por una infinidad de rocas puntiagudas y fragmentadas por su
exposición al espacio, también sujeta a largas grietas y lineamientos que
indican la deformación impuesta por la acción gravitatoria de su masivo
compañero. Estos procesos están enterrando cráteres de impacto y están cambiando
la estructura de Dimorfo”.
El estudio revela también que estos asteroides potencialmente
peligrosos comparten una naturaleza “sorprendentemente frágil”, exhibiendo
cohesiones superficiales de menos de 1 pascal y una cohesión interior de
alrededor de 10 pascales. “Es un resultado sorprendente y desafiante, que
ejemplifica la complejidad de explorar estos cuerpos”, señala el investigador
del ICE-CSIC. “Podemos ejemplificar tales valores pensando en los esperados
para una pila gigante de rocas afiladas recogidas en los Pirineos. Llevarlas
todas al espacio en una gran caja, y luego quitarla. Exacto: obtendrás una pila
de piedras enorme y desmenuzable. No muy diferente a un castillo volador de
arena mojada”, añade.
Observar los cráteres de la superficie de un
asteroide puede revelar su edad y su historia. A medida que viajan por el
espacio, los asteroides chocan con otros asteroides. Las colisiones pequeñas
producen cráteres en la superficie, mientras que una colisión más grande puede
romperlo en pedazos. Cuando un asteroide se rompe, queda al descubierto una
superficie nueva.
Las observaciones identificaron 16 y 22 cráteres
plausibles en Dídimo y Dimorfo, respectivamente. En el caso de Dídimo, la
mayoría de los cráteres se encuentran en latitudes más altas y los más grandes
tienen más de 160 metros de diámetro y se asemejan a amplias depresiones
circulares que se encuentran en otros asteroides. Dídimo y Dimorfo son cuerpos
esculpidos por grandes impactos, muy fracturados.
Los análisis de la resistencia de la superficie y
del número de cráteres permitieron al equipo concluir que la superficie de
Dídimo es entre 40 y 130 veces más antigua que su satélite Dimorfo, con edades
superficiales absolutas probables de alrededor de 12,5 millones de años para
Dídimo y 300.000 años para Dimorfo.
“Pensamos que Dimorfo se originó a partir de Dídimo
debido a un aumento en su rotación causado por la interacción con la radiación
solar”, explica Rizos. “La baja cohesión de los materiales permitió que el
objeto se deformara a medida que su rotación se aceleraba, hasta que, al
alcanzar cierta velocidad, parte del material del cuerpo progenitor se desgajó
y formó la luna Dimorfo. Este fenómeno se conoce como fisión rotacional”,
concluye el investigador.
Una implicación interesante del estudio es que la
edad superficial estimada inferida para Dídimo es sustancialmente más joven que
la edad determinada para su familia de asteroides más plausible, la familia de
asteroides Baptistina, que tiene un rango de edad estimado diez veces mayor y
una cohesión superficial mucho mayor. Más bien, Dídimo puede representar la última
de múltiples generaciones de asteroides que se derivan del progenitor original.
Según Josep M. Trigo, “a pesar de ser asteroides que
atraviesan la región cercana a la Tierra, sus superficies fueron esculpidas por
impactos colosales. De hecho, nuestros modelos indican que el ritmo de
formación de cráteres que experimentaron ambos objetos es el esperado para
cuerpos que pasan la mayor parte de su vida en el cinturón principal de
asteroides situado entre Marte y Júpiter”.
Mirando hacia el futuro
Estas observaciones son cruciales para comprender la
naturaleza de los asteroides potencialmente peligrosos. La misión DART ha
demostrado la capacidad de desviar asteroides, y el hecho de que la mayoría de
ellos estén muy fracturados es, según señalan los investigadores, una excelente
noticia para la defensa planetaria y permite que las misiones de impacto
cinético sean realmente eficientes a la hora de desviarlos.
Además, la próxima misión Hera de la ESA, en la que
también participa el CSIC a través del ICE-CSIC y el IAA-CSIC, se lanzará en
octubre de 2024 y realizará una exploración de seis meses del sistema binario
Dídimo y Dimorfo en 2026. La mayor duración de la misión en comparación con
DART proporcionará datos para una mejor comprensión del origen y la evolución
del fascinante sistema Dídimo.
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