¿Cuánto material del asteroide Dimorphos expulsó el impacto de la sonda espacial DART?

El 27 de septiembre de 2022, la misión DART (acrónimo en inglés de Prueba de Redireccionamiento de Asteroide Doble) de la NASA colisionó contra su objetivo, el asteroide Dimorphos, y cambió su órbita. Se trataba de la primera misión de prueba de defensa planetaria diseñada para cambiar el curso de un asteroide y su éxito fue seguido por análisis intensivos de la colisión, incluyendo calcular cuántas toneladas de roca fueron desplazadas y lanzadas al espacio. En esta labor, han intervenido científicos de la NASA así como de otras instituciones, incluyendo entre ellas el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE) y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), estos dos últimos adscritos al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España.

La misión DART buscaba demostrar la utilidad del método de impacto cinético para desviar asteroides potencialmente peligrosos sin emplear cargas explosivas. Su objetivo era el satélite Dimorphos, de unos 160 metros de diámetro, que orbita en torno al asteroide Didymos (de 780 metros de diámetro), formando un sistema binario. El impacto de la nave desvió la órbita de Dimorphos y acortó su periodo de traslación respecto a Didymos en más de media hora, lo que constituyó un éxito del proyecto.

Josep Maria Trigo, investigador del IEEC, ha estudiado e interpretado las imágenes de Dimorphos obtenidas por la cámara Draco a bordo de DART y también desde la sonda italiana LICIACube, así como los efectos producidos en el entorno del sistema binario antes y después del impacto. La especialización del equipo del ICE en los meteoritos condríticos que componen estos asteroides ha permitido mejorar la interpretación de los procesos ocurridos en ellos. El investigador también ha contribuido a cuantificar el factor de impulso producido por el choque de DART, el denominado factor beta, participando en tres de los cuatro estudios sobre los resultados de la misión que se han publicado recientemente en la revista académica Nature.

«Mediante esas imágenes hemos constatado los efectos causados por el impacto de DART, ya que durante varias semanas las medidas de periodo de revolución de Dimorphos se vieron entorpecidas por la enorme cantidad de polvo emitida desde el cráter dejado por DART. No podemos olvidar que Dimorphos está enormemente fracturado por colosales impactos y parece poseer una frágil estructura de pila de escombros», destaca Trigo.

El asteroide Dimorphos. (Foto: NASA)

Los científicos han comprobado que una sonda como DART tiene un gran potencial para ser efectiva. «La humanidad tiene ahora un plan en caso de descubrir un asteroide en una ruta directa de colisión con la Tierra. De hecho, podríamos decir que DART ha dado comienzo a una nueva era de defensa planetaria activa frente al peligro de impacto por asteroides», explica Trigo.

La caracterización del material eyectado tras la colisión es otro de los aspectos que había que estudiar. Así, desde el mismo momento del impacto y hasta varios meses después, el telescopio espacial Hubble (HST) ha tomado imágenes de ese material y caracterizado su evolución. El investigador Fernando Moreno, del IAA, aclara: «Aunque una parte del material consiste en partículas expulsadas a alta velocidad, a varios cientos de metros por segundo, y que desaparece del campo de visión de las cámaras rápidamente, hemos podido observar la componente de baja velocidad».

En este trabajo se presenta un estudio fundamentalmente morfológico de la evolución de ese material, que ha permitido determinar la compleja interacción entre el sistema de asteroides y el polvo bajo la acción de la presión de radiación producida por la luz solar.

«Al excavar DART el cráter de impacto, la estructura superficial y del subsuelo del asteroide juegan un papel. Son lanzadas grandes rocas pero, en buena medida, hemos visto que muchas han sido debilitadas por el procesado espacial en la superficie del asteroide y, por tanto, fueron preferentemente desmenuzadas por el impacto e inmediatamente lanzadas al espacio en dirección opuesta al proyectil como partículas de tamaño centimétrico hasta micrométrico, quedando entonces sometidas a la presión de radiación de la propia luz del Sol», apunta Trigo, coautor también de este estudio.

«Esta presión de radiación aleja las partículas micrométricas a distancias de varios miles de kilómetros en un par de días, mientras que las partículas más grandes muestran movimientos espirales alrededor del sistema y una complicada evolución con el paso de los días. Vemos, por ejemplo, la aparición de una cola doble, que podría estar relacionada con el reimpacto de una porción de las partículas más grandes emitidas sobre la superficie de Didymos, o bien con la desintegración de esos mismos fragmentos grandes debido a una alta velocidad de rotación o por efecto de colisiones entre ellos», indica Moreno.

Las observaciones de la misión DART producirán más resultados en breve. Además, «pronto ganaremos en la comprensión de la estructura, composición y porosidad de ambos asteroides gracias a la llegada a ese sistema binario de la misión Hera de la Agencia Espacial Europea (ESA), que permitirá ahondar todavía más en el origen dinámico y la evolución de estos cuerpos, representativos de los que podrían poner en jaque la vida en la Tierra», concluye Trigo. (Fuente: IEEC / CSIC / IAA / ICE)