2022년, NASA가 다가오는 소행성이 지구를 위협할 경우 인류가 어떤 종류의 방어 옵션을 사용할 수 있는지 테스트하기 위해 NASA가 의도적으로 우주선을 소행성에 충돌시키는 것을 세계는 매료되어 지켜보았습니다. 관찰자들은 이중 소행성 방향 전환 테스트(DART)라고 불리는 테스트가 소행성의 궤도를 변경하는 데 성공했다는 것을 매우 빠르게 알 수 있었습니다. 그러나 이제 천문학자들은 충돌로 인해 소행성의 모양이 크게 바뀌었을 수 있다는 사실을 발견하면서 더 많은 것을 알게 되었습니다.
Dimorphos라고 불리는 충돌된 소행성은 직경이 약 500피트로 매우 작으며 DART 우주선은 거의 초당 4마일의 엄청난 속도로 충돌했습니다. 연구자들은 디모르포스의 구성과 고르지 못한 표면에 대해 우리가 갖고 있는 정보의 양이 제한되어 있기 때문에 이제 컴퓨터 모델링을 사용하여 이 충격의 영향을 확인했습니다.
결과는 애니메이션으로 해석되어 충격 중에 재료가 떨어져 나가고 찌그러진 모양이 남아 있을 것으로 생각됩니다. 에서 애니메이션을 보실 수 있습니다. 유럽우주국 홈페이지.
영향을 모델링하려면 작업 시 알려지지 않은 많은 요인으로 인해 많은 컴퓨터 성능이 필요했습니다. 베른 대학의 수석 저자인 Sabina Raducan은 “이것은 계산 집약적인 프로세스로, 각 시뮬레이션을 실행하는 데 약 1주일 반이 소요됩니다. 전체적으로 약 250개의 시뮬레이션을 실행하여 충돌 후 처음 2시간을 재현했습니다”라고 말했습니다. 성명.
“우리는 DART 우주선의 질량, 소행성의 대략적인 모양, 궤도 편향, 충돌 기둥의 크기 등 우리가 알고 있는 모든 값을 통합하는 한편, 다음과 같이 우리가 알지 못하는 요소를 변경했습니다. 바위의 밀도, 재료의 다공성 및 전체적인 응집력. 우리는 또한 디모르포스와 유사한 운석의 물리적 특성을 바탕으로 몇 가지 합리적인 가정을 했습니다.”
연구자들은 수많은 시뮬레이션 결과를 바탕으로 실제 테스트의 데이터와 거의 일치하는 시뮬레이션을 찾았습니다. 그들은 디모르포스가 하나의 단단한 덩어리가 아니라 잔해더미라고 불리는 중력에 의해 서로 결합된 작은 조각들의 집합체이기 때문에 변형되었을 가능성이 높다는 것을 발견했습니다. 이는 DART 우주선이 그렇게 큰 영향을 미치는 데 도움이 되었습니다.
소행성이 저중력 환경에 있다는 사실도 차이를 만든다. 여기 지구에서는 물체가 분화구를 남길 만큼 다른 물체와 충돌할 때 충돌로 인한 물질이 중력으로 인해 떨어지기 전에 잠시 튀어 나오는 경향이 있습니다. 그러나 중력이 덜한 우주에서는 변위된 물질(분출물이라고 함)이 훨씬 더 넓은 원뿔 모양으로 튀어올라 표면의 분화구가 커지게 됩니다.
Raducan은 “구덩이가 몸 전체를 둘러쌀 정도로 커져서 디모르포스가 완전히 변형되었을 가능성이 있다”고 설명했습니다. 그리고 이는 유럽 우주국의 Hera 임무와 같이 DART의 효과에 대해 더 자세히 알아보기 위해 소행성을 방문하려는 향후 임무에 영향을 미칩니다.
“결과적으로 Hera는 아마도 DART가 남긴 분화구를 찾지 못할 것입니다. 대신에 발견하게 될 것은 매우 다른 신체가 될 것입니다. 우리의 시뮬레이션에 따르면 Dimorphos의 초기 비행접시 모양은 충격측이 둔해졌습니다. Dimorphos가 초콜렛 M&M과 비슷하게 시작했다고 생각한다면 이제 한 입 베어물은 것처럼 보일 것입니다!”
해당 연구는 저널에 게재되었습니다. 자연 천문학.
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