Ilustrația unui artist despre asteroizii binari Patroclus (centru) și Menoetius. Credit imagine: W.M. Observatorul Keck. Faceți clic pentru a mări
O pereche legată de comete înghețate similare cu bulele de zăpadă murdare care se învârteau în afara orbitei Neptunului a fost găsită pândind în umbra lui Jupiter.
Astronomii de la Universitatea din California, Berkeley, care lucrează cu colegii din Franța și la Telescopul Keck din Hawaii, au calculat densitatea unui cunoscut sistem de asteroizi binari care împărtășește orbita lui Jupiter și au ajuns la concluzia că Patroclus și însoțitorul său sunt probabil compuși în mare parte din apă. gheață acoperită de o patină de murdărie.
Deoarece se consideră că bulele de zăpadă murdare s-au format în partea exterioară a sistemului solar, de la care sunt ocazional dislocate și sfârșesc prin a se apropia de soare ca niște comete, echipa sugerează că asteroidul s-a format probabil departe de soare. Cel mai probabil a fost capturat într-unul dintre punctele troiene ale lui Jupiter - două tărâmuri în care resturile se colectează pe orbita lui Jupiter - în perioada în care sistemul solar interior a fost intens bombardat de comete, la aproximativ 650 de milioane de ani de la formarea sistemului solar.
Dacă se confirmă, acest lucru ar putea însemna că multe sau cele mai multe mii probabil de asteroizi troieni ai lui Jupiter sunt buline de zăpadă murdare, care au apărut mult mai departe de soare și în același timp ca obiectele care ocupă acum Centura Kuiper.
„Este suspiciunea noastră că troienii sunt obiecte mici ale centurii Kuiper”, a declarat liderul studiului Franck Marchis, astronom în cercetare la UC Berkeley.
Marchis și colegii de la Institutul de M? Bf? Canique C ?? bf? Leste et Calculs d? ?? bf? Ph ?? bf? M ?? bf? Rides (IMCCE) la Observatoire de Paris și de la WM Observatorul Keck raportează concluziile lor în numărul 2 februarie al Naturii.
Concluzia echipei adaugă sprijin la o ipoteză recentă despre evoluția orbitelor celor mai mari planete ale sistemului nostru solar, Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun, prezentate de un grup de cercetători condus de Alessandro Morbidelli, astronom teoretic la Conseil National de Laboratorul de Recherche Scientifique al Observatoirei de la Coasta de Azur, Nisa, Franța.
Diagrama asteroidului 617 Patroclus și însoțitorul său în sistemul solar
Într-o lucrare de natură anul trecut, Morbidelli și colegii au propus ca cometele cu gheață să fi fost capturate în punctele troiene ale lui Jupiter în timpul istoriei timpurii a sistemului solar. Conform scenariului lor, în primele câteva sute de milioane de ani de la nașterea sistemului solar, planetele mari de gaz au orbitat mai aproape de soare, învăluite într-un nor de miliarde de asteroizi mari numiți planetesimali, poate 100 km (62 mile) în diametru sau mai mic. Interacțiunile cu aceste planetesimale au făcut ca planetele mari gazoase să migreze spre exterior până în urmă cu aproximativ 3,9 miliarde de ani, când Jupiter și Saturn au intrat pe orbitele rezonante și au început să arunce planeteimalele în jurul lor ca niște confetti, unii dintre ei părăsind sistemul solar pentru bine.
Cea mai mare parte a planeteimalelor rămase s-au așezat pe orbitele dincolo de Neptun - cureaua Kuiper de astăzi și sursa cometelor de scurtă durată - însă un număr mic a fost capturat în tărâmurile troiene ale planetelor uriașe, în special Jupiter.
"Este pentru prima dată când cineva a determinat direct densitatea unui asteroid troian și sprijină noul scenariu propus de Morbidelli", a declarat coautorul Daniel Hestroffer, astronom la IMCEE. „Acești asteroizi ar fi fost capturați în punctele troiene într-un moment în care planetele stâncoase încă se formau, iar această perturbare a planeteimalelor la aproximativ 650 de milioane de ani de la nașterea sistemului solar ar fi putut crea bombardarea târzie a lunii și a Marte .“
Deși Marchis se referă la scenariu drept „o poveste drăguță”, el recunoaște că trebuie depusă mai multă muncă pentru a-i oferi sprijin.
„Trebuie să descoperim mai mulți troieni binari și să-i observăm pentru a vedea dacă densitatea mică este o caracteristică a tuturor troienilor”, a spus el.
Asteroizii troieni sunt cei prinși în așa-numitele puncte Lagrange ale orbitei lui Jupiter, situată la aceeași distanță de Jupiter ca Jupiter este de la soare - 5 unități astronomice sau 465 milioane de mile. Aceste puncte, unul conducător și celălalt Jupiter, sunt locuri care reprezintă atracția gravitațională a soarelui, iar Jupiter este echilibrat, permițând resturile să se adune ca iepurașii de praf în colțul unei camere. Sute de asteroizi au fost descoperiți în punctele de vârf (L4) și de finalizare (L5), fiecare orbitând în jurul acelui punct ca și cum ar fi într-un dig.
Asteroidul 617 Patroclus, descoperit inițial la L5 și numit în 1906, s-a dovedit a avea un însoțitor în 2001, iar până în prezent este singurul binar troian cunoscut. Descoperitorii nu au putut să estimeze orbita componentelor, deoarece au avut prea puține observații.
Ca vânători de asteroizi experimentați, Marchis și colegii săi, în august anul curent, au descoperit primul sistem de triple asteroizi, 87 Sylvia, mult mai aproape de soare, în centura principală de asteroizi dintre Marte și Jupiter și au folosit un puternic telescop de 8 metri din sudul european. Telescopul foarte mare al Observatorului din Chile pentru a studia cele trei obiecte. Au putut să grafice orbitele asteroizilor pentru a estima densitatea Sylviei, din care au ajuns la concluzia că este vorba despre o grămadă de dărâmături de rocă împachetată.
Echipa franceză și americană au încercat aceeași tehnică cu Patroclus mult mai îndepărtat, folosind date imagistice din sistemul de ghiduri laser Keck II de la Observatorul W. Keck din Mauna Kea, care produce o rezoluție ascuțită imposibilă cu orice alt telescop la sol. .
„Înainte, puteam privi doar obiecte de lângă o stea luminoasă de referință, limitând utilizarea opticii adaptive la un procent mic din ceruri”, a spus Marchis. „Acum, putem folosi optici adaptive pentru a vizualiza aproape orice punct al cerului.”
Sistemul laser cu stele de ghidare utilizează un fascicul laser pentru a excita atomii de sodiu într-un punct mic în atmosfera superioară. Această „stea” artificială este utilizată pentru măsurarea turbulenței atmosferice, care este apoi îndepărtată de oglinzile mobile ale sistemului optic adaptiv Keck.
Sistemul oferind o rezoluție inegalabilă de 58 miliarcsecund, echipa Keck a făcut cinci observații în infraroșu între noiembrie 2004 și iulie 2005. Marchis și colegii săi au stabilit că densitatea Patroclus și însoțitorul său, care au aproximativ aceeași dimensiune și cerc în jurul lor centrul de masă la fiecare 4,3 zile la o distanță de 680 kilometri (423 mile), era foarte scăzut: 0,8 grame pe centimetru cub, aproximativ o treime din cea a rocii și suficient de ușoară pentru a pluti în apă. Presupunând o compoziție stâncoasă similară cu cea a lunilor lui Jupiter Callisto și Ganymede, componentele sistemului ar trebui să fie foarte ambalate - aproximativ jumătate de spațiu gol, caracteristică internă care nu este de așteptat pentru un sistem binar de aceeași dimensiune, au concluzionat cercetătorii .
Echipa sugerează o compoziție mai rezonabilă de gheață cu apă cu doar 15% spațiu deschis, ceea ce face ca aceste obiecte să fie similare cometelor și obiectelor mici cu centură Kuiper, care au fost determinate să aibă densități mai mici decât apa.
Marchis bănuiește că sistemul binar s-a format atunci când un singur asteroid mare a fost sfâșiat de către remorcherul gravitațional al lui Jupiter.
"Sistemul Patroclus afișează caracteristici similare cu beroanele Aproape de Pământ Asteroizi, despre care se crede că s-au format în timpul unei întâlniri cu o planetă terestră prin divizarea mareei", a spus el. „În cazul unui asteroid troian, abia în momentul în care activitatea colaboratorilor noștri a fost publicată recent, am putea sugera că această întâlnire a fost cu Jupiter.”
Deoarece în Iliada lui Homer, Patroclus a fost tovarășul lui Ahile și un erou al războiului troian, Ahile ar fi fost un nume potrivit pentru unul dintre cei doi asteroizi, care au aproximativ aceeași dimensiune. Cu toate acestea, un alt asteroid poartă deja numele de Ahile, așa că Marchis și colaboratorii săi au propus numirea celui mai mic membru al sistemului binar Menoetius, după tatăl lui Patroclus. Comitetul pentru denumirile de organisme mici ale Uniunii Astronomice Internaționale a acceptat în mod provizoriu numele. Asteroidul desemnat Menoetius are un diametru de aproximativ 112 kilometri, în timp ce Patroclus are o lățime de aproximativ 122 de kilometri.
Pe lângă Marchis, echipa a inclus profesorul de astronomie Imke de Pater și colegul postdoctoral Michael H. Wong de la UC Berkeley; Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J ?? bf? R ?? bf? Me Berthier și Fr ?? bf? D ?? bf? Ric Vachier al Institutului de M? Bf? Canique C ?? bf? Leste et de Calculs des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? plimbări (IMCCE); și Antonin Bouchez, Randall Campbell, Jason Chin, Marcos van Dam, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul Stomski, Doug Summers și Peter Wizinovich al Observatorului W. Keck.
Proiectul a fost susținut de subvenții de la Fundația Națională a Științei prin Centrul de Știință și Tehnologie pentru Optică Adaptivă și de Administrația Națională de Aeronautică și Spațiu. Majoritatea datelor au fost obținute la Observatorul W. Keck, care este operat ca parteneriat științific între Institutul de Tehnologie din California, Universitatea din California și NASA, cu observații suplimentare obținute la Observatorul Gemeni operate de Asociația Universităților pentru Cercetare în Astronomy, Inc., în baza unui acord de cooperare cu FSN în numele parteneriatului Gemeni.
Sursa originală: Comunicat de presă al UC Berkeley
