Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Výzkumy v ASU AV ČR (267): Zaostřeno na Dimorphos: nové parametry oběžné dráhy

Výzkumy v ASU AV ČR (267): Zaostřeno na Dimorphos: nové parametry oběžné dráhy

Dimorphos tak, jak jej viděla sonda DART těsně před nárazem. Snímek je složeninou posledních deseti snímků, které pořídila kamera na palubě sondy. Severní pól je nahoře.
Autor: (c) NASA

Když 26. září 2022 narazila do měsíce Dimorphos družice DART, šlo o první reálný test planetární obrany před tělesy z vesmíru. Že dopadl test úspěšně bylo jasné hned v prvních dnech. Tím ovšem práce vědců neskončila. Domyslet a doměřit plný rozsah tohoto experimentu znamenalo dále sbírat a analyzovat data. Petr Scheirich a Petr Pravec z ASU byli u toho.

Možnosti obrany naší planety proti planetkám na kolizním kurzu jsou velmi omezené. Lidstvo v současnosti nemá k dispozici technologii, která by umožnila na poslední chvíli srážce zabránit. Pokud by se ovšem o hrozící kolizi vědělo dostatečně dopředu, je už situace jiná. Jednou z uvažovaných možností je metoda tzv. kinetického impaktoru. Do tělesa narazí ve správném úhlu malé těleso vyrobené lidskou rukou. Změna pohybového stavu planetky je téměř neznatelná. Jenže i tato neznatelná změna vede po dlouhé době ke změně měřitelné. Koneckonců je třeba si uvědomit, že pro odvrácení kolize postačí planetku na dráze postrčit o pouhých 12 000 kilometrů. 

Takovou metodu je třeba předem ozkoušet a ideálním cílem je planetka se svým měsícem. Pokud bychom stříleli na samostatnou planetku, skutečně nemáme šanci zjistit, jak moc se její dráha změnila, a na ověření by se čekalo dlouhé roky. Pokud ovšem měsíček nějakou planetu obíhá, je možné provádět měření s mnohem menšími nejistotami a skutečně změřit změnu oběhu. Naprosto ideální jsou pro takový test systémy, v nichž dochází k vzájemným zákrytům obou těles. Tyto okamžiky lze určovat velmi spolehlivě a každá změna by se zde dříve nebo později měřitelně projevila. 

Dimorphos, měsíc Didyma, objevený v roce 2003 dalekohledem v Ondřejově, se tak stal skutečně optimálním terčem improvizované cvičné střelnice. K úderu došlo v noci z 26. na 27. září 2022. Sběr dat popisující pohybový stav měsíčku Dimorphos kolem větší planetky Didymos přirozeně probíhal již před tímto okamžikem a ani po impaktu se nezastavil. Už poměrně záhy bylo možné odhadnout, že oběžná doba měsíčku kolem asteroidu se zkrátila asi o půl hodiny. Pro upřesňující čísla bylo nutné si počkat.

Petr Scheirich a Petr Pravec z Oddělení meziplanetární hmoty ASU byli hlavními autory studie, která pro popis pohybu Dimorpha využila dlouhodobá pozorování pořízená mezi roky 2003 a 2023. Pozorováními se zde myslí především záznamy světelných křivek, v nichž jsou dobře patrné vzájemné zákryty obou těles. Tuto světelnou křivku je možné také modelovat, a to na základě znalosti oběžné trajektorie jednoho tělesa kolem druhého, popisu jejich tvarů a znalosti rotačního stavu obou těles. Porovnáním reálných pozorování s konstruovaným modelem systému je pak možné nepřímo určit parametry obou těles. 

Autoři představované práce odvodili parametry systému separátně pro situaci před impaktem a po impaktu. V období před srážkou použili pro systém model dvojice trojosých elipsoidů s pozicemi rotačních os zafixovaných vůči pozorováním a umístili Dimorphos na kruhovou orbitu, která je očekávaným výsledkem dlouhodobé gravitační vazby obou těles. 

Po srážce bylo nutné připustit, že dráha se změnila na nekruhovou, naopak bylo zapotřebí zjednodušit model Dimorpha na kouli. Ne že by srážka měsíček vyhladila. Mnohá pozorování ale indikovala, že impakt a složitá gravitační interakce po něm dostaly měsíc do stavu nabuzené rotace, takže místo otáčení se začal na své oběžné trajektorii spíše převalovat. Model koule byl pak mnohem robustnější. Pozorování zákrytů navíc odhalila, že kromě změny dráhy v důsledku impaktu se dráha po několik následujících týdnů měnila i sama od sebe. K tomu by mohlo dojít například působením oblaku trosek, které byly z povrchu měsíce vyvrženy při dopadu impaktoru. Avizované zkrácení periody oběhu o přibližně 33 minut po impaktu se těmito po-impaktovými efekty zvětšilo o dalších přibližně 20 sekund. Dále je třeba zmínit, že zatímco po srážce byla oběžná trajektorie výstřednější než před ní, poměrně rychle se opět cirkularizovala, pravděpodobně vzájemným gravitačním působením obou těles, kdy mezi nimi došlo k výměně momentu hybnosti. 

V neposlední řadě autoři určili, že Dimorphos při impaktu přišel přibližně o 9 % svého objemu (s velkým intervalem nejistot). Tato změna jde částečně na vrub skutečné ztrátě hmoty, částečně za ni ale zřejmě může i změna porozity tělesa v důsledku impaktu. Autoři dodávají, že nelze vyloučit, že tyto změny jsou pouze zdánlivé, neboť je jen málo známo o případné změně odrazivosti povrchu Dimorpha. 

No a nakonec je výsledkem práce tabulka s předpovězenými daty a časy dalších zákrytů systému. Bude tedy velmi snadné orbitální model autorů práce konfrontovat s budoucími pozorováními. 

REFERENCE

P. Scheirich, P. Pravec a kol., Dimorphos Orbit Determination from Mutual Events Photometry, Planetary Science Journal 5 (2024) id. 17

KONTAKTY

Mgr. Petr Scheirich, Ph.D.
petr.scheirich@asu.cas.cz
Oddělení meziplanetární hmoty Astronomického ústavu AV ČR

 

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Oddělení meziplanetární hmoty ASU

Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v. v. i.



O autorovi

Michal Švanda

Michal Švanda

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Slovem i písmem se pokouší o popularizaci oboru, je držitelem ceny Littera Astronomica. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně. 

Štítky: Didymos, Dimorphos, Astronomický ústav AV ČR


25. vesmírný týden 2024

25. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 17. 6. do 23. 6. 2024. Měsíc bude v úplňku. Planety můžeme pozorovat pouze nízko na ranní obloze, nejvýše je Saturn a Mars. Aktivita Slunce je nižší, ale nová oblast se skvrnami to může rychle změnit. Pozorovatelé úkazů na obloze si všimli nočních svítících oblak i halových jevů. Starliner pokračuje v misi u ISS a očekáváme jeho přistání. Před dvaceti lety se začala psát historie soukromé kosmonautiky, když miniraketoplán SpaceShipOne dokázal dvakrát překonat výškovou hranici 100 km a tím otevřel dveře do kosmu i pro soukromé společnosti a turisty.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

C/2021 S3 PanSTARRS

Titul Česká astrofotografie měsíce za květen 2024 obdržel snímek „C/2021 S3 PanSTARRS“, jehož autorem je Miloš Gnida   Dnešní vítězný snímek soutěže Česká astrofotografie měsíce, který pořídil astrofotograf Miloš Gnida, nám přináší pohled hned na několik astronomických objektů. Jednak,

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

M20 Trifid Nebula & M8 Lagoon Nebula

M20, známá jako Trifid Nebula, a M8, známá jako Lagoon Nebula, jsou dvě z nejikoničtějších mlhovin na obloze, nacházející se v bohatém souhvězdí Střelce (Sagittarius). Trifid Nebula (M20) je nádhernou kombinací emisní, reflexní a temné mlhoviny, známá svými charakteristickými tmavými pruhy prachu, které ji rozdělují do tří hlavních částí, což jí dává její název. Tato mlhovina je jasným příkladem hvězdotvorné oblasti, kde nové hvězdy osvětlují okolní plyn a prach. Jen kousek odtud se nachází Lagoon Nebula (M8), rozsáhlá emisní mlhovina viditelná pouhým okem, která se vyznačuje svou jasnou září způsobenou ionizovaným vodíkem. Lagoon Nebula je domovem mnoha mladých hvězd a hvězdokup, včetně otevřené hvězdokupy NGC 6530. Obě mlhoviny jsou bohaté na detailní struktury a barevné kontrasty, což je činí oblíbenými objekty pro astrofotografii i amatérská pozorování.

Další informace »