Asteroitin yörüngesi, DART çarpmasından sonra şekli değişti

NASA’nın tarihi Çift Asteroit Yönlendirme Testi’nin ardından, JPL liderliğindeki bir çalışma, asteroit Dimorphos’un şeklinin değiştiğini ve yörüngesinin küçüldüğünü gösterdi.

NASA’nın DART (Çift Asteroid Yönlendirme Testi), 26 Eylül 2022’de 560 fit genişliğinde (170 metre genişliğinde) bir asteroide kasıtlı olarak çarptığında, birden fazla şekilde damgasını vurdu. Gösteri, kinetik bir çarpma tertibatının, Dünya ile çarpışma rotasında olması durumunda tehlikeli bir asteroitin yönünü değiştirebileceğini gösterdi.

Şimdi ise yeni bir çalışma yayınlandı. Gezegen Bilimi Dergisi çarpışmanın sadece asteroitin hareketini değil aynı zamanda şeklini de değiştirdiğini gösteriyor.

DART’ın hedefi asteroid Dimorphos, Didymos adı verilen, Dünya’ya yakın daha büyük bir asteroitin yörüngesinde dönüyor. Çarpmadan önce Dimorphos kabaca simetrik “basık küremsi” bir şekle sahipti; boyundan daha geniş, ezilmiş bir top gibi. Didymos’tan yaklaşık 3.900 feet (1.189 metre) uzaklıkta iyi tanımlanmış, dairesel bir yörüngeye sahip olan Dimorphos’un Didymos çevresinde bir döngüyü tamamlaması 11 saat 55 dakika sürdü.

Araştırmayı yöneten NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda navigasyon mühendisi olan Shantanu Naidu, “DART bir etki yarattığında işler çok ilginç hale geldi” dedi.

“Dimorphos’un yörüngesi artık dairesel değil: Yörünge periyodu” -tek bir yörüngeyi tamamlamak için gereken süre-“artık 33 dakika 15 saniye daha kısa. Ve asteroitin tüm şekli, nispeten simetrik bir nesneden diğerine dönüştü. ‘üç eksenli bir elipsoid’; daha çok dikdörtgen bir karpuz gibi bir şey.”

Dimorphos hasar raporu

Naidu’nun ekibi, çarpma sonrasında asteroide ne olduğunu anlamak için bilgisayar modellerinde üç veri kaynağı kullandı. İlk kaynak DART’taydı: Uzay aracı Yakalanan görüntüler asteroite yaklaştıkça onları NASA’nın Derin Uzay Ağı (DSN) aracılığıyla Dünya’ya geri gönderdi. Bu görüntüler, Didymos ve Dimorphos arasındaki boşluğun yakın çekim ölçümlerini sağlarken aynı zamanda her iki asteroitin çarpışmadan hemen önceki boyutlarını da ölçtü.

İkinci veri kaynağı, Barstow, Kaliforniya yakınında bulunan DSN’nin Goldstone Güneş Sistemi Radarıydı; bu radar, çarpışmadan sonra Dimorphos’un Didymos’a göre konumunu ve hızını tam olarak ölçmek için her iki asteroitten radyo dalgaları yaydı. Radar gözlemleri, NASA’nın DART’ın asteroit üzerindeki etkisinin minimum beklentileri fazlasıyla aştığı sonucuna varmasına kısa sürede yardımcı oldu.

Üçüncü ve en önemli veri kaynağı, hem asteroitlerin “ışık eğrisini” hem de asteroitlerin yüzeylerinden yansıyan güneş ışığının zaman içinde nasıl değiştiğini ölçen dünya çapındaki yer teleskoplarıdır. Araştırmacılar, çarpmadan önceki ve sonraki ışık eğrilerini karşılaştırarak DART’ın Dimorphos’un hareketini nasıl değiştirdiğini öğrenebilirler.

Dimorphos yörüngesinde dönerken periyodik olarak Didymos’un önünden ve arkasından geçer. Bu “karşılıklı olaylar” olarak adlandırılan olaylarda, bir asteroit diğerinin üzerine gölge düşürebilir veya Dünya’dan görüşümüzü engelleyebilir. Her iki durumda da, teleskoplar tarafından geçici bir kararma (ışık eğrisindeki bir düşüş) kaydedilecektir.

Kıdemli araştırma bilimcisi Steve Chesley, “Yörüngenin şeklini çıkarmak için bu hassas ışık eğrisi düşüş serisinin zamanlamasını kullandık ve modellerimiz çok hassas olduğu için asteroitin şeklini de çözebildik” dedi. JPL’de ve ortak yazar olarak çalışın. Ekip, Dimorphos’un yörüngesinin artık biraz uzamış veya eksantrik olduğunu buldu.

“Çarpışmadan önce,” diye devam etti Chesley, “olayların zamanları düzenli olarak meydana geldi ve dairesel bir yörünge gösteriyordu. Çarpmadan sonra çok hafif zamanlama farklılıkları vardı, bu da bir şeylerin çarpık olduğunu gösteriyordu. Bu tür bir doğruluk elde etmeyi hiç beklemiyorduk.”

Naidu, modellerin o kadar hassas olduğunu, hatta Dimorphos’un Didymos’un yörüngesinde ileri geri sallandığını bile gösterdiklerini söyledi.

Yörünge evrimi

Ekibin modelleri ayrıca Dimorphos’un yörünge döneminin nasıl geliştiğini de hesapladı. Çarpmanın hemen ardından DART, iki asteroit arasındaki ortalama mesafeyi azaltarak Dimorphos’un yörünge süresini 32 dakika 42 saniye kısaltarak 11 saat 22 dakika 37 saniyeye indirdi.

Sonraki haftalarda, Dimorphos’un uzaya daha fazla kaya malzemesi kaybetmesiyle asteroitin yörünge periyodu kısalmaya devam etti ve sonunda yörünge başına 11 saat, 22 dakika ve 3 saniyeye (çarpışma öncesine göre 33 dakika 15 saniye daha kısa bir süre) sabitlendi. Naidu, bu hesaplamanın 1,5 saniye içinde doğru olduğunu söyledi. Dimorphos’un şu anda Didymos’tan ortalama yörünge mesafesi yaklaşık 3.780 fit (1.152 metre) kadardır; bu, çarpma öncesine göre yaklaşık 120 fit (37 metre) daha yakındır.

Washington’daki NASA Genel Merkezi’nde güneş sistemi küçük cisimleri alanında baş bilim insanı olan Tom Statler, “Bu çalışmanın sonuçları, yayınlanmakta olan diğer sonuçlarla aynı fikirdedir” dedi. “Ayrı grupların verileri analiz ettiğini ve bağımsız olarak aynı sonuçlara vardığını görmek, sağlam bir bilimsel sonucun ayırt edici özelliğidir. DART bize yalnızca asteroit saptırma teknolojisine giden yolu göstermekle kalmıyor; asteroitlerin ne olduğu ve nasıl oluştuğuna dair yeni bir temel anlayışı da ortaya çıkarıyor.” Onlar davranıyorlar.”

Çarpmadan sonra kalan enkaza ilişkin bu sonuçlar ve gözlemler, Dimorphos’un asteroit Bennu’ya benzer, gevşek bir şekilde paketlenmiş “moloz yığını” nesnesi olduğunu gösteriyor. ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) Ekim 2024’te fırlatılması planlanan Hera misyonu, ayrıntılı bir araştırma yapmak ve DART’ın Dimorphos’u nasıl yeniden şekillendirdiğini doğrulamak için asteroit çiftine gidecek.