Nel novembre 2023, la missione Lucy della NASA ha condotto un sorvolo dell’asteroide Dinkinesh, uno degli asteroidi della Cintura Principale su cui indagherà mentre si dirige verso Giove. Nel processo, la navicella spaziale ha individuato una piccola luna in orbita attorno all’asteroide più grande, ora chiamato Selam (alias “il bambino di Lucy”).
Il nome della luna, un nome etiope che significa “pace”, rende omaggio agli antichi resti umani soprannominati “Lucy” (o Dinkinish) che furono portati alla luce in Etiopia nel 1974. Utilizzando nuovi calcoli statistici basati su come i due corpi orbitano l’uno intorno all’altro, un gruppo di ricerca guidato dalla Cornell stima che la piccola luna abbia solo 2-3 milioni di anni.
L’età della Luna di Dinkinesh
La ricerca è stata guidata da Colby Merrill , uno studente laureato del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale della Cornell. A lui si sono uniti Alexia Kubas, ricercatrice del Dipartimento di Astronomia della Cornell; Alex J. Meyer, un dottorato di ricerca. studente presso l’UC Boulder College of Engineering & Applied Science; e Sabina D. Raducan, ricercatrice post-dottorato presso l’Università di Berna. Il loro articolo, “ Age of (152830) Dinkinesh-Selam Constrained by Secular Tidal-BYORP Theory ”, è stato pubblicato su Astronomy & Astrophysics.
Merrill faceva anche parte della missione Double Asteroid Redirection Test (DART) della NASA, che entrò in collisione con la luna Dimorphos il 26 settembre 2022. Come parte della missione Lucy, Merrill fu sorpreso di scoprire che anche Dinkinesh era un asteroide binario quando la navicella spaziale l’ha sorpassata il 1° novembre 2023. Sono rimasti affascinati anche nell’apprendere che la piccola luna era un “binario di contatto”, costituito da due lobi che sono mucchi di macerie rimasti attaccati insieme molto tempo fa.
Mentre gli astronomi hanno già osservato binari di contatto in precedenza – un buon esempio è il KBO Arrokoth che la navicella spaziale New Horizons ha sorvolato il 1° gennaio 2019 – questa è la prima volta che ne viene osservato uno in orbita attorno a un asteroide più grande. Insieme a Kubas, i due iniziarono a modellare il sistema come parte dei loro studi alla Cornell per determinare l’età della piccola luna. I loro risultati concordavano con quelli ottenuti dalla missione Lucy, basati sull’analisi dei crateri superficiali, il metodo più tradizionale per stimare l’età degli asteroidi.
Come ha affermato Merrill in un recente comunicato del Cornell Chronicle :”Trovare l’età degli asteroidi è importante per capirli, e questo è notevolmente giovane se paragonato all’età del Sistema Solare, il che significa che si è formato piuttosto di recente. Ottenere l’età di questo corpo può aiutarci a comprendere la popolazione nel suo complesso”.
Gli asteroidi binari sono oggetto di fascino per gli astronomi a causa delle complesse dinamiche che contribuiscono alla loro creazione. Da un lato agiscono le forze gravitazionali che li gonfiano e perdono energia. Allo stesso tempo, i sistemi binari sperimenteranno anche quello che è noto come effetto binario Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack (BYORP), in cui l’esposizione alla radiazione solare altera la velocità di rotazione dei corpi. Alla fine, queste forze si bilanceranno e raggiungeranno uno stato di equilibrio per il sistema.
Per il loro studio, Merril e il suo team hanno ipotizzato che Selam si sia formato da materiale espulso da Dinkinesh prima che l’effetto BYORP ne rallentasse la rotazione. Presumevano anche che il sistema avesse da allora raggiunto uno stato di equilibrio e che la densità di entrambi gli oggetti fosse paragonabile.
Hanno poi integrato i dati sugli asteroidi ottenuti dalla missione Lucy per calcolare quanto tempo impiegherebbe Selam per raggiungere il suo stato attuale. Dopo aver eseguito circa 1 milione di calcoli con parametri variabili, hanno ottenuto una stima dell’età media di 3 milioni di anni, con 2 milioni come risultato più probabile.
Questo nuovo metodo integra le precedenti stime dell’età della missione Lucy e presenta numerosi vantaggi. Come indica l’articolo, questo metodo può fornire stime dell’età basate esclusivamente sulla dinamica degli asteroidi e non richiede immagini ravvicinate scattate dalla navicella spaziale.
Potrebbe anche essere più accurato dove le superfici degli asteroidi hanno subito cambiamenti recenti e può essere applicato alle lune di altri sistemi binari conosciuti, che rappresentano il 15% degli asteroidi vicini alla Terra (NEA). Ciò include Didymos e Dimorphos, che sono ancora più giovani.
I ricercatori sperano di applicare il loro nuovo metodo a questo e ad altri sistemi binari in cui le dinamiche sono ben caratterizzate, anche senza passaggi ravvicinati.
Kubas ha detto :“Utilizzato insieme al conteggio dei crateri, questo metodo potrebbe aiutare a limitare meglio l’età di un sistema. Se usiamo due metodi e questi concordano tra loro, possiamo essere più sicuri che stiamo ottenendo un’età significativa che descrive lo stato attuale del sistema”.
Panoramica dell’asteroide Dinkinesh
Dinkinesh è un piccolo asteroide situato nella fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove. Il 1° novembre 2023, la navicella spaziale Lucy della NASA è volata vicino all’asteroide e ha inviato immagini che mostrano che Dinkinesh ha una luna, che è stata chiamata Selam .
Mentre Lucy continuava a restituire dati, la squadra della missione è rimasta sorpresa nello scoprire che Selam è un contatto binario. In altre parole, è composto da due oggetti più piccoli che si toccano. È il primo binario di contatto scoperto in orbita attorno a un asteroide.
Nelle prime immagini downlink di Dinkinesh e Selam, scattate all’avvicinamento più vicino, i due lobi del binario di contatto apparivano uno dietro l’altro dal punto di vista di Lucy. Solo quando il team ha effettuato il downlink di ulteriori immagini, catturate nei minuti attorno all’incontro, è stata rivelata la vera natura di questo oggetto.
“I contatti binari sembrano essere abbastanza comuni nel sistema solare”, ha detto John Spencer, vice scienziato del progetto Lucy, della filiale di Boulder, Colorado, del Southwest Research Institute. “Non ne abbiamo visti molti da vicino, e non ne abbiamo mai visto uno in orbita attorno a un altro asteroide. Ci stavamo scervellando sulle strane variazioni nella luminosità di Dinkinesh che abbiamo visto avvicinandoci, il che ci ha dato un indizio che Dinkinesh potesse avere una luna di qualche tipo, ma non avevamo mai sospettato nulla di così bizzarro!
Dall’analisi delle prime immagini disponibili, il team di Lucy stima che Dinkinesh abbia una larghezza massima di circa 790 metri, mentre ciascun lobo di Selam ha una dimensione di circa 220 metri.
Dinkinesh e la sua luna sono i primi due di almeno 11 asteroidi che Lucy intende esplorare nel suo viaggio di 12 anni.
Dopo aver sfiorato il bordo interno della fascia principale degli asteroidi, Lucy tornerà verso la Terra per ricevere assistenza gravitazionale nel dicembre 2024.
Questo sorvolo ravvicinato spingerà la navicella indietro attraverso la fascia principale degli asteroidi, dove osserverà l’asteroide Donaldjohanson nel 2025, e poi agli asteroidi troiani nel 2027. Gli asteroidi troiani orbitano in due “sciami” che guidano e seguono Giove nella sua orbita attorno al Sole.
Dinkinesh è il nome etiope di Lucy, il fossile dell’antenato umano da cui prende il nome la missione Lucy. Il fossile è stato ritrovato in Etiopia. Significa “sei meraviglioso” in amarico, una lingua etiope.
Nel 1999, quando l’asteroide Dinkinesh fu scoperto per la prima volta, gli fu data la designazione provvisoria 1999 VD57. Guadagnò un numero ufficiale (152830) diversi anni dopo, quando la sua orbita fu sufficientemente ben determinata.
Come la maggior parte dei milioni di piccoli asteroidi nella fascia principale degli asteroidi, è rimasto senza nome. Tuttavia, una volta che il team di Lucy ha identificato questo asteroide come bersaglio, ha proposto di chiamarlo Dinkinesh.
Dinkinesh è stato davvero all’altezza del suo nome; questo è meraviglioso”, ha detto Hal Levison, ricercatore principale di Lucy, dell’ufficio di Boulder del Southwest Research Institute.
La squadra della missione ha chiamato il satellite Selam, che significa pace in amarico, in onore del fossile di una bambina di 3 anni che a volte viene chiamata “la bambina di Lucy”.