DART의 배출

May 04, 2023

Nature 616권, 452~456페이지(2023)이 기사 인용

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측정항목 세부정보

일부 활성 소행성은 충돌 사건의 결과로 형성되었다고 제안되었습니다1. 활성 소행성은 일반적으로 꼬리가 완전히 형성된 후에 우연히 발견되기 때문에 충돌 방출물이 꼬리로 진화하는 과정은 우리가 아는 한 직접적으로 관찰되지 않았습니다. NASA2의 DART(이중 소행성 방향 전환 테스트) 임무는 Dimorphos3의 궤도 주기를 성공적으로 변경한 것 외에도 정확하게 알려진 조건에서 충돌로 인해 발생하는 소행성의 활성화 과정을 보여주었습니다. 여기에서는 픽셀당 약 2.1km의 공간 해상도에서 충돌 시간 T + 15분에서 T + 18.5일까지 허블 우주 망원경을 사용하여 DART 충돌 분출물에 대한 관찰을 보고합니다. 우리의 관찰은 먼저 디디모스 쌍성계와 방출된 먼지 사이의 중력 상호작용에 의해 지배되고 이어서 태양 복사압에 의해 지배되는 분출물의 복잡한 진화를 보여줍니다. 가장 낮은 속도의 분출물은 충격에 의해 생성된 것으로 생각되는 이전에 관찰된 소행성 꼬리와 일관된 형태를 가진 지속적인 꼬리를 통해 분산되었습니다4,5. 따라서 DART의 제어된 충격 실험 이후 분출물의 진화는 자연적인 충격에 의해 파괴된 소행성에 작용하는 기본 메커니즘을 이해하기 위한 틀을 제공합니다1,6.

허블 우주 망원경(HST)은 그림 1에 표시된 보기 형상에서 DART 충돌 후 처음 8시간 동안 1.6시간마다 분출물을 관찰했습니다(확장 데이터 표 1). 이미지는 약 T + 0.4시간에 수집되었습니다(그림 .2a)는 디디모스의 동반구 전체에 걸쳐 여러 개의 선형 구조와 덩어리(비슷한 속도로 분출된 물질의 농도)가 있는 확산 분출물을 보여줍니다. 약 T + 2시간 후에 초기 확산 먼지 구름은 대부분 소멸되었으며 광학 깊이 효과로 인해 중공 원뿔의 가장자리가 두 개의 선형 특징(l7 및 l8)으로 표시되는 전체 원뿔 모양의 분출물 형태가 나타났습니다. 분출원뿔은 많은 독특한 형태학적 특징을 보여 주었고(그림 2b-f), 그 중 일부는 T + 3과 T + 10 h 사이의 여러 이미지에서 볼 수 있으며 소행성에서 거의 500km까지 확장됩니다. 이러한 특징은 하늘에 투영된 대로 몇 ~ 약 30m s−1의 일정한 속도로 소행성에서 반경 방향으로 멀어졌습니다(확장 데이터 표 2). 이러한 특징의 방사상 팽창 운동은 이 물질이 디디모스 시스템의 중력이나 태양 복사압의 영향을 받지 않고 직접 방출된다는 것을 암시합니다. 원뿔의 위치 각도(북쪽에서 동쪽으로 측정된 각도)와 간단한 모델(방법)을 기반으로 관찰된 분출물 원뿔이 3차원 개방 각도 125°±10° 및 중심선과 일치함을 발견했습니다. DART 우주선의 진입 방향과 거의 평행한 67° ± 8°의 위치 각도에서. 관찰된 분출물 원뿔은 입상 매체7,8에 대한 수직 충격 크레이터링 실험에서 생성된 분출물보다 넓습니다. 그러나 더 넓은 개방 각도는 표적 표면9의 곡률과 표적10의 내부 마찰 각도 및 기하학적 구조로 설명될 수 있습니다. 발사체의 11.

이 보기에서 하늘 북쪽은 위쪽 방향이고 동쪽은 왼쪽입니다. Didymos(큰 회전타원체)와 Dimorphos(작은 회전타원체)의 등가 직경은 각각 761m와 151m입니다2. 검은색 원으로 표시된 충돌 전 디디모스 주변의 디모르포스 궤도는 장반경이 1.206 ± 0.035km3이고 이심률은 <0.03입니다(참조 29). Didymos와 Dimorphos의 크기와 그림에서의 분리는 일정한 비율입니다. 전체 시스템은 HST 이미지의 한 픽셀 내에 있습니다. 디모르포스는 약 0.17m s−1의 속도로 디디모스를 시계 방향으로 공전합니다. 디디모스의 양극(계의 궤도 극이기도 함)은 파란색 선으로 표시되며, 천구의 남극에 가깝고 지구에서 하늘 평면에서 51° 떨어진 지점을 가리킵니다. 태양은 주황색 선과 점원 기호로 표시되는 118°의 위치 각도에 있습니다. DART 우주선 벡터는 68°의 위치 각도와 하늘 평면의 1° 이내에서 동쪽에서 서쪽으로 이동하는 화살표가 있는 빨간색 선으로 표시됩니다.