Následky srážky sondy DART s planetkou Dimorphos okem dalekohledu VLT

Kosmická sonda DART se 26. září 2022 cíleně střetla s planetkou Dimorphos (měsícem planetky Didymos). Jednalo se o první kontrolovaný test našich možností odklonit potenciálně nebezpečnou planetku z kolizního kurzu. Ke srážce došlo ve vzdálenosti 11 milionů kilometrů od Země, což je dostatečně blízko na to, aby doprovodné efekty mohly být detailně zkoumány řadou pozemních dalekohledů. Následky střetu sledovaly mimo jiné všechny čtyři 8,2metrové dalekohledy ESO/VLT (Very Large Telescope) na Observatoři Paranal v Chile. První výsledky těchto pozorování byly nyní zveřejněny ve dvojici vědeckých článků.

Žádný led

„Planetky patří k nejstarším pozůstatkům hmoty, ze které se utvořily všechny planety a měsíce naší Sluneční soustavy,“ říká Brian Murphy z Edinburské univerzity, spoluautor jedné z publikovaných studií. Výzkum oblaku materiálu vyvrženého následkem impaktu sondy DART nám tak může přinést mnoho informací o vývoji našeho planetárního systému. „Ke střetům mezi planetkami dochází přirozeně, ale nikdy to nevíte dopředu,“ pokračuje jeho kolegyně astronomka Cyrielle Opitomová. „DART je opravdu mimořádnou příležitostí zkoumat kontrolovaný impakt skoro jako v laboratoři.“

Cyrielle Opitomová a její tým sledoval vývoj oblaku hmoty po dobu jednoho měsíce pomocí přístroje MUSE pracujícího na dalekohledu ESO/VLT. Badatelé zjistili, že světlo odražené od částic v oblaku vyvržené hmoty bylo modřejší než světlo, které odrážela planetka samotná před impaktem. To naznačuje, že oblak by mohly tvořit velmi jemné částice. V hodinách a dnech následujících po kolizi se také v oblaku vytvořily různé struktury: zhustky, spirály a dlouhý ohon částic tlačených pryč slunečním zářením. Spirály i ohon byly však červenější než původní oblak, takže mohly být naopak tvořeny většími částicemi.

Vývoj oblaku hmoty v okolí planetky Dimorphos po impaktu sondy DART. (foto: ESO, Cyrielle Opitomová, CC BY-SA 4.0)

Přístroj MUSE týmu umožnil rozložit světlo odražené od částic v oblaku na základní složky (barevné spektrum) a pátrat po známkách různých plynů. Vědci se především zaměřili na hledání kyslíku a vody, tedy látek, které by se mohly uvolňovat z ledu odhaleného impaktem. Nenalezli však nic. „Nepředpokládá se, že by planetky obsahovaly významné množství ledu, takže nalezení jakýchkoliv známek vody by bylo skutečným překvapením,“ vysvětluje Cyrielle Opitomová.

Astronomové rovněž pátrali po stopách látek používaných k pohonu sondy DART, ani ty však nenašli. „Věděli jsme, že to bude obtížné, protože množství plynu, který mohl zůstat v nádržích pohonného systému, nebylo velké. Část z něj se navíc mohla rozptýlit příliš daleko na to, abychom mohli jeho stopy detekovat pomocí MUSE v době, kdy jsme pozorování zahájili.“ 

V oblacích prachu

Další vědecký tým, který vedl astronom Stefano Bagnulo z planetária v severoirském Armaghu zkoumal, jak impakt sondy DART ovlivnil povrch planetky. „Když pozorujeme tělesa ve Sluneční soustavě, zkoumáme sluneční světlo rozptýlené při odrazu od povrchu nebo atmosféry, které je částečně polarizováno,“ vysvětluje Stefano Bagnulo. To znamená, že elektromagnetické vlny oscilují podél preferovaného směru a nikoliv náhodně. „Sledování změn polarizace – v závislosti na orientaci planetky vzhledem k nám a ke Slunci – dokáže odhalit strukturu a složení jejího povrchu.“  

Stefano Bagnulo a jeho tým využili přístroj FORS2 na dalekohledu VLT k monitorování planetky a zjistili, že stupeň polarizace náhle poklesl po impaktu. Ve stejnou dobu se také zvýšila celková jasnost systému. Jedním z možných vysvětlení je, že náraz odhalil méně pozměněný materiál z nitra asteroidu. „Možná, že hmota odhalená impaktem byla přirozeně světlejší a méně polarizující než materiál na povrchu, protože nikdy nebyla vystavena slunečnímu větru a záření,“ popisuje Stefano Bagnulo   

Další možností je, že impakt dále rozmělnil objekty ležící na povrchu a do oblaku trosek byly vyvrženy mnohem menší částice. „Víme, že za určitých podmínek menší fragmenty efektivněji odrážejí světlo a méně ho polarizují,“ doplňuje spoluautor studie Zuri Gray z planetária v Armaghu.

TIP: Srážka s planetkou Dimorphos dopadla úspěšně: Sonda změnila její trajektorii

Výzkumy těchto dvou týmů ukazují potenciál teleskopů VLT, když jejich specializovaná zařízení spolupracují. Kromě MUSE a FORS2 byly následky impaktu sledovány dalšími dvěma přístroji pro VLT, ale analýza těchto pozorování ještě probíhá. „Tento výzkum využil výhodu jedinečné příležitosti, když se sonda NASA střetla s planetkou, a není tedy možné ho zopakovat žádným budoucím zařízením. Proto jsou data pořízená pomocí VLT v období kolem impaktu mimořádně cenná pro lepší pochopení vlastností planetek,“ dodává Cyrielle Opitomová.