Menganalisis kawah tubrukan buatan dari asteroid Ryugu yang dibuat oleh pesawat ruang angkasa Jepang SCI dari Hayabusa2

Gambar 1. Perbedaan antara DEM permukaan sebelum dampak dan DEM permukaan pasca-dampak di sekitar titik dampak SCI. Skala warna menunjukkan ketinggian morfologi permukaan dalam meter dan titik setengah lingkaran menunjukkan tepi kawah SCI. Kredit: Universitas Kobe, JAXA, Universitas Tokyo, Universitas Kochi, Universitas Rikkyo, Institut Teknologi Chiba, Universitas Meiji, Universitas Aizu, AIST.

Tabrakan buatan mengganggu kerikil dalam radius 30 m dari pusat kawah tumbukan, memberikan wawasan penting tentang proses pengulangan asteroid.

Profesor ARAKAWA Masahiko (Sekolah Pascasarjana Sains, Universitas Kobe, Jepang) dan anggota misi Hayabusa2 menemukan lebih dari 200 kerikil berukuran 30 hingga 6 m, yang muncul baru-baru ini atau bergerak sebagai akibat dari kawah dampak buatan yang diciptakan oleh Japanese Small Carry-on Impactor (SCI) dari pesawat ruang angkasa Hayabusa2 pada tanggal 5 April 2019. Beberapa kerikil terganggu bahkan di daerah yang terletak 40 m dari pusat kawah.

Para peneliti juga menemukan bahwa area guncangan seismik, di mana bebatuan terguncang dari permukaan dan digerakkan oleh benturan dengan urutan cm, meluas sekitar 30 m dari pusat kawah. Hayabusa2 menemukan sampel permukaan di titik utara kawah SCI (TD2) dan diperkirakan ketebalan endapan eject di situs ini berkisar antara 1.0mm hingga 1.8cm menggunakan peta ketinggian digital (DEM ).

Temuan tentang proses repaving asteroid nyata ini dapat digunakan sebagai referensi untuk simulasi numerik dampak benda kecil, serta dampak buatan pada misi planet masa depan seperti NASATes Pengalihan Asteroid Ganda (DART). Hasilnya akan dipresentasikan pada pertemuan ke-52 AAS Division of Planetary Sciences pada 30 Oktober dalam sesi bertajuk Asteroids: Bennu and Ryugu 2.

Peta koefisien korelasi silang kawah SCI

Gambar 2. Peta koefisien korelasi silang area sekitar kawah SCI yang ditumpangkan pada citra pasca-dampak. Koefisien korelasi silang dijelaskan oleh gradien warna peta. Angka dan panah menunjukkan empat proyeksi yang menunjukkan koefisien korelasi silang yang rendah. Kredit: Universitas Kobe, JAXA, Universitas Tokyo, Universitas Kochi, Universitas Rikkyo, Institut Teknologi Chiba, Universitas Meiji, Universitas Aizu, AIST.

Tujuan dari menabrak Ryugu dengan proyektil SCI ~ 13 cm adalah untuk mengambil sampel material subsoil. Selain itu, ini memberikan kesempatan yang baik untuk mempelajari proses pembaruan permukaan (repaving) yang diakibatkan oleh dampak yang terjadi pada asteroid dengan gravitasi permukaan 10.-5 gravitasi bumi.

SCI berhasil membentuk kawah tubrukan, yang didefinisikan sebagai kawah SCI dengan diameter 14,5 m (Arakawa et al., 2020), dan sampel permukaan ditemukan pada TD2 (10,04 ° N, 300,60 ° BT). Diketahui bahwa area konsentris di bagian tengah kawah yang memiliki radius empat kali lebih besar dari radius kawah juga terganggu oleh dampak SCI yang menyebabkan batuan tersebut bergeser.

Selanjutnya, para peneliti membandingkan gambar permukaan sebelum dan sesudah tumbukan buatan untuk mempelajari proses penulangan yang terkait dengan kawah, seperti guncangan seismik dan deposisi objek. Untuk melakukannya, mereka membangun profil tepi kawah SCI menggunakan peta ketinggian digital (DEM) yang terdiri dari DEM pra-dampak yang tersisa dari DEM pasca-dampak (Gambar 1).

Profil tepi rata-rata didekati dengan persamaan empiris h = hrexp[-(r/Rrim-1)/λrim] dan parameter yang disesuaikan hr iltepi masing-masing berukuran 0,475 m dan 0,245 m. Berdasarkan profil ini, dihitung ketebalan selimut ejecta kawah SCI dan ternyata lebih halus dari hasil konvensional untuk kawah alam, serta yang dihitung dari teori formasi. dari kawah. Namun, perbedaan ini telah diatasi dengan mempertimbangkan efek kerikil yang muncul pada gambar pasca-benturan, karena profil tepi kawah yang berasal dari DEM mungkin tidak dapat mendeteksi kerikil baru ini. Berdasarkan profil tepi kawah ini, diperkirakan ketebalan endapan eject di TD2 berkisar antara 1,0 mm sampai 1,8 cm.

Distribusi vektor gerak kawah SCI

Gambar 3. Distribusi vektor gerak di sekitar kawah SCI. Tanda panah menunjukkan pergerakan setiap batuan dari posisi awalnya sebagai akibat dari tumbukan. Tiap warna menunjukkan jarak gerak sebagai berikut: ungu 0-1 cm, biru 1-3 cm, hijau 3-10 cm, oranye 10-30 cm, dan merah 30-100 cm.
Kredit: Universitas Kobe, JAXA, Universitas Tokyo, Universitas Kochi, Universitas Rikkyo, Institut Teknologi Chiba, Universitas Meiji, Universitas Aizu, AIST

48 kerikil pada gambar pasca-tumbukan dapat ditelusuri kembali ke posisi awal mereka pada gambar sebelum tumbukan dan ditemukan bahwa kerikil berukuran 1m terlontar beberapa meter keluar dari kawah. Mereka diklasifikasikan ke dalam empat kelompok berikut menurut mekanisme pergerakannya: 1. aliran penggalian, 2. didorong oleh ejecta yang jatuh, 3. deformasi permukaan yang diseret oleh sedikit gerakan batuan Okamoto, dan 4. gemetar seismik yang disebabkan oleh dampak SCI itu sendiri. Pada semua kelompok, vektor gerak bebatuan ini tampak memancar dari tengah kawah.

169 blok batu baru dengan ukuran mulai dari 30 hingga 3 m hanya ditemukan pada gambar pasca-dampak dan tersebar hingga sekitar 40 m dari pusat kawah. Histogram jumlah kerikil baru pada setiap lebar radial 1 m dipelajari pada jarak 9 hingga 45 m dari pusat kawah, dengan jumlah kerikil maksimum pada jarak 17 m. Di atas 17 m, jumlah kerikil berkurang seiring dengan bertambahnya jarak dari pusat kawah.

Untuk menyelidiki lebih lanjut, evaluasi koefisien korelasi antara gambar sebelum dan sesudah dampak dilakukan. Diketahui bahwa daerah koefisien korelasi silang yang rendah di luar kawah SCI memiliki struktur asimetris (Gambar 2), yang sangat mirip dengan daerah sekitar titik tumbukan dimana eject diendapkan (Arakawa et al. , 2020).

Berdasarkan metode pencocokan template menggunakan penilaian koefisien korelasi, pergeseran batuan dengan koefisien korelasi silang lebih besar dari 0,8 diperoleh dengan resolusi ~ 1 cm. Hal ini menunjukkan bahwa perpindahan ini dapat disebabkan oleh guncangan seismik (Gambar 3). Kerikil bergerak lebih dari 3 cm di area dekat kawah SCI. Gangguan ini mencakup area hingga 15 m dari benturan, dengan vektor gerakan yang menyebar dari pusat kawah. Daerah terganggu yang bergeser 10 cm masih ada di daerah yang lebih jauh dari 15 m dari pusat, tetapi muncul sebagai bintik-bintik beberapa meter dan tersebar secara acak. Selain itu, arah vektor gerakan di daerah yang jauh hampir acak dan tidak ada bukti jelas yang menunjukkan arah radial dari pusat kawah.

Perpindahan lebih dari 3 cm terdeteksi pada jarak 15 m dengan probabilitas lebih dari 50% dan antara 15 dan 30 m dengan probabilitas sekitar 10%. Oleh karena itu, Arakawa et al. mengusulkan, menurut Matsue et al. (2020), menurut hasil percobaan, bahwa guncangan seismik menyebabkan sebagian besar batuan di daerah tersebut bergerak dengan percepatan maksimum 7 kali lebih tinggi dari gravitasi permukaan Ryugu (gRyugu). Selain itu, mereka juga menemukan bahwa benturan tersebut menyebabkan batu bergerak dengan akselerasi maksimal antara 7 gRyugu dan 1 gRyugu sekitar 10% dari luas wilayah. Hasil ini diharapkan dapat melaporkan simulasi numerik masa depan dari tabrakan benda kecil, serta misi planet yang melibatkan dampak buatan.

Dipresentasikan pada Pertemuan Tahunan ke-52 Divisi Ilmu Planet dari American Astronomical Society (sesi: ‘Asteroids: Bennu and Ryugu 2’), 29 Oktober 2020.

Penulis korespondensi: Masahiko Arakawa Graduate School of Science, Kobe University.

Ucapan Terima Kasih

Pekerjaan ini sebagian didukung oleh Beasiswa dalam bantuan untuk penelitian ilmiah (No. 17H06459 dan No. 19H00719) dari Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi Jepang. Studi ini didukung oleh program JSPS Core-to-Core “International Planetary Science Network”.

Referensi

  1. Arakawa et al., 2020. Dampak buatan di asteroid (162173) Ryugu membentuk kawah di rezim yang didominasi gravitasi. Ilmu. 368, 67-71.
  2. Matsue et al., 2020. Pengukuran gelombang seismik akibat tumbukan berkecepatan tinggi: Implikasi untuk agitasi seismik kawah tumbukan yang mengelilingi asteroid. Icarus. 338, 113520.

Pertemuan: Pertemuan Tahunan ke-52 dari Divisi Ilmu Planet dari American Astronomical Society

Pendanaan: Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi (Jepang), Masyarakat Jepang untuk Promosi Sains.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.