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    El asteroide Ryugu sacudido por el impactador de Hayabusa2

    La diferencia entre el DEM de la superficie anterior al impacto y el DEM de la superficie posterior al impacto alrededor del punto de impacto del LIC. La escala de colores indica la altura de la morfología de la superficie en metros, y el semicírculo punteado muestra el borde del cráter SCI. Crédito:Universidad de Kobe, JAXA, La Universidad de Tokio, Universidad de Kochi, Universidad de Rikkyo, Instituto de Tecnología de Chiba, Universidad Meiji, La Universidad de Aizu, AIST.

    Profesor Arakawa Masahiko (Escuela de Graduados en Ciencias, Universidad de Kobe, Japón) y miembros de la misión Hayabusa2 descubrieron más de 200 rocas de entre 30 cm y 6 m de tamaño, que apareció recientemente o se movió como resultado del cráter de impacto artificial creado por el Impactador de mano pequeño (SCI) de la nave espacial japonesa Hayabusa2 el 5 de abril, 2019. Algunas rocas se alteraron incluso en áreas tan lejanas como a 40 m del centro del cráter. Los investigadores también descubrieron que el área de sacudidas sísmicas, en el que las rocas de la superficie se sacudieron y se movieron un orden de centímetros por el impacto, extendido unos 30 m desde el centro del cráter. Hayabusa2 recuperó una muestra de superficie en el punto norte del cráter SCI (TD2), y el espesor de los depósitos de eyección en este sitio se estimó entre 1.0 mm y 1.8 cm usando un Mapa Digital de Elevación (DEM).

    Estos hallazgos sobre los procesos de rejuvenecimiento de un asteroide real se pueden utilizar como punto de referencia para simulaciones numéricas de impactos de cuerpos pequeños. además de impactos artificiales en futuras misiones planetarias como la Prueba de Redirección de Doble Asteroide (DART) de la NASA. Los resultados serán presentados en la 52a reunión de la División de Ciencias Planetarias de la AAS el 30 de octubre en la sesión titulada Asteroides:Bennu y Ryugu 2.

    El objetivo de impactar a Ryugu con un proyectil SCI de ~ 13 cm era recuperar una muestra del material del subsuelo. Además, esto brindó una buena oportunidad para estudiar los procesos de renovación de la superficie (repavimentación) que resultan de un impacto que ocurre en un asteroide con una gravedad superficial de 10 -5 de la gravedad de la Tierra. El SCI logró formar un cráter de impacto, que se definió como un cráter SCI con un diámetro de 14,5 m (Arakawa et al., 2020), y la muestra de superficie se recuperó en TD2 (10.04 ° N, 300,60 ° E). Se descubrió que el área concéntrica del centro del cráter, que tiene un radio cuatro veces mayor que el radio del cráter, también se vio afectado por el impacto de SCI, causando movimiento de rocas.

    Posteriormente, los investigadores compararon las imágenes de la superficie antes y después del impacto artificial para estudiar los procesos de rejuvenecimiento asociados con los cráteres. como sacudidas sísmicas y deposición de eyecciones. Para hacer esto, construyeron perfiles de borde de cráter SCI utilizando un Mapa Digital de Elevación (DEM) que consiste en el DEM previo al impacto restado del DEM posterior al impacto. El perfil medio de la llanta se aproximó mediante la ecuación empírica de h =h r Exp[-( r / R borde -1) / λ borde ] y los parámetros ajustados de h r y yo borde eran 0,475 my 0,245 m, respectivamente. Basado en este perfil, Se calculó el espesor de la capa de eyección del cráter SCI y se encontró que era más delgado que el resultado convencional para cráteres naturales. así como el calculado a partir de la teoría de formación de cráteres. Sin embargo, esta discrepancia se resolvió teniendo en cuenta el efecto de los cantos rodados que aparecieron en las imágenes posteriores al impacto porque los perfiles del borde del cráter derivados de los DEM podrían no detectar estos nuevos cantos rodados. Según este perfil de borde de cráter, se estimó que el espesor de los depósitos de eyecta en TD2 estaba entre 1,0 mm y 1,8 cm.

    Mapa de coeficientes de correlación cruzada del área alrededor del cráter SCI superpuesto a la imagen posterior al impacto. El coeficiente de correlación cruzada se describe mediante el degradado de color en el mapa. Los números y las flechas indican cuatro proyecciones que muestran el bajo coeficiente de correlación cruzada. Crédito:Universidad de Kobe, JAXA, La Universidad de Tokio, Universidad de Kochi, Universidad de Rikkyo, Instituto de Tecnología de Chiba, Universidad Meiji, La Universidad de Aizu, AIST.

    Las 48 rocas en la imagen posterior al impacto se remontan a sus posiciones iniciales en la imagen anterior al impacto, y se encontró que los cantos rodados de un metro de tamaño fueron expulsados ​​varios metros fuera del cráter. Se clasificaron en los siguientes cuatro grupos según sus mecanismos de movimiento:1. flujo de excavación, 2. empujado por eyecciones que caen, 3. deformación de la superficie arrastrada por el ligero movimiento del peñasco de Okamoto, y 4. temblores sísmicos causados ​​por el impacto del LIC en sí. En todos los grupos los vectores de movimiento de estos cantos rodados parecían irradiar desde el centro del cráter.

    Las 169 nuevas rocas que van desde 30 cm a 3 m de tamaño se encontraron solo en las imágenes posteriores al impacto, y se distribuyeron hasta ~ 40 m desde el centro del cráter. Se estudió el histograma del número de nuevos cantos rodados en cada ancho radial de 1 m a una distancia de 9 a 45 m del centro del cráter. encontrándose el número máximo de cantos rodados a una distancia de 17 m. Más allá de los 17 m, el número de cantos rodados disminuyó de acuerdo con el aumento de la distancia desde el centro del cráter.

    La distribución de los vectores de movimiento alrededor del cráter SCI. Las flechas indican el movimiento de cada roca desde sus posiciones iniciales como resultado del impacto. Cada color muestra la distancia recorrida de la siguiente manera:púrpura para 0-1 cm, azul por 1-3 cm, verde por 3-10 cm, naranja por 10-30 cm, y rojo por 30-100 cm. Crédito:Universidad de Kobe, JAXA, La Universidad de Tokio, Universidad de Kochi, Universidad de Rikkyo, Instituto de Tecnología de Chiba, Universidad Meiji, La Universidad de Aizu, AIST

    Para investigar esto más a fondo, Se realizó una evaluación del coeficiente de correlación entre las imágenes previas y posteriores al impacto. Se descubrió que la región de bajo coeficiente de correlación cruzada fuera del cráter SCI tiene una estructura asimétrica, que es muy similar al área alrededor del punto de impacto donde se depositaron las eyecciones (Arakawa et al., 2020). Basado en un método de comparación de plantillas que utiliza la evaluación del coeficiente de correlación, los desplazamientos de rocas con coeficientes de correlación cruzada superiores a 0,8 se obtuvieron con una resolución de ~ 1 cm. Esto indicó que estos desplazamientos podrían ser causados ​​por el temblor sísmico. Los cantos rodados se movieron más de 3 cm en el área cercana al cráter SCI. Esta perturbación se extiende por un área de hasta 15 m desde el impacto, con los vectores de movimiento que irradian desde el centro del cráter. Las áreas perturbadas que fueron desplazadas 10 cm todavía existen en las regiones a más de 15 m del centro, sin embargo, aparecieron como parches de unos pocos metros de tamaño y se distribuyeron al azar. Es más, la dirección de estos vectores de movimiento en las regiones distantes era casi aleatoria y no había evidencia clara que indicara la dirección radial desde el centro del cráter.

    Se detectaron desplazamientos mayores de 3 cm dentro de una distancia de 15 m con una probabilidad de más del 50%, y entre 15 my 30 m con una probabilidad aproximada del 10%. Por lo tanto, Arakawa y col. proponer, de acuerdo con Matsue et al. (2020) resultados experimentales, que el temblor sísmico provocó que la mayoría de los cantos rodados del área se movieran a una aceleración máxima 7 veces mayor que la gravedad superficial de Ryugu (g Ryugu ). Es más, También descubrieron que el impacto movía rocas a una aceleración máxima de entre 7 g Ryugu y 1g Ryugu en aproximadamente el 10% del área. Se espera que estos resultados sirvan de base a futuras simulaciones numéricas de colisiones de cuerpos pequeños, así como misiones planetarias que involucren impactos artificiales.


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