Taiteilijan kuva binaarisista asteroideista Patroclus (keskellä) ja Menoetius. Kuvan luotto: W.M. Keckin observatorio. Klikkaa suurentaaksesi
Sidotun parin jäistä komeettaa, joka muistuttaa Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella kiertäviä likaisia lumipalloja, on löydetty vierekkäin Jupiterin varjossa.
Kalifornian yliopiston Berkeleyn yliopiston tähtitieteilijät, jotka työskentelevät kollegoiden kanssa Ranskassa ja Keckin teleskoopin kanssa Havaijilla, ovat laskeneet tunnetun binaarisen asteroidijärjestelmän tiheyden, joka jakaa Jupiterin kiertoradalla, ja päätelneet, että Patroclus ja sen seuralainen koostuvat todennäköisesti suurimmaksi osin vedestä jää, jonka peittää patina likaa.
Koska likaisten lumipallojen oletetaan muodostuneen aurinkokunnan ulkopuolelle, josta ne toisinaan irtoavat ja päätyvät silmukkaan lähemmäksi aurinkoa komeetat, joukkue ehdottaa, että asteroidi muodostui todennäköisesti kaukana auringosta. Se todennäköisesti kaapattiin Jupiterin troijalaispisteistä - kahdesta pyörteestä, joissa roskat kerääntyvät Jupiterin kiertoradalla - aikana, jolloin komeetat pommittivat voimakkaasti sisäistä aurinkokuntaa, noin 650 miljoonaa vuotta aurinkokunnan muodostumisen jälkeen.
Jos se vahvistetaan, tämä voi tarkoittaa, että monet tai useimmat todennäköisesti tuhansien Jupiterin troijalaisten asteroideista ovat likaisia lumipalloja, jotka ovat peräisin kaukana auringosta ja samaan aikaan kuin esineet, jotka nyt käyttävät Kuiperin vyötä.
"Epäilymme siitä, että troijalaiset ovat pieniä Kuiper Belt -objekteja", sanoi tutkimuksen johtaja Franck Marchis, UC Berkeleyn tutkimuksen tähtitieteilijä.
Marchis ja hänen kollegansa Institut de M? Bf? Canique C? Bf? Leste et Calculs d '?? bf? Ph? Bf? M? Bf? -Matkoista (IMCCE) Pariisin observatoriossa ja WM: stä Keckin observatorio raportoi havainnoistaan 2. helmikuuta ilmestyvässä Nature-lehdessä.
Ryhmän päätelmä tukee äskettäistä hypoteesia aurinkokunnan suurimpien planeettojen, Jupiterin, Saturnuksen, Uranuksen ja Neptunuksen kiertoratojen kehityksestä. Tutkimusryhmän esittämä ryhmä tutkijaa johtaa Alessandro Morbidelliä, joka on teoreettinen tähtitieteilijä Conseil Nationalin kanssa. Cote d'Azurin observatorion Recherche-tieteellinen laboratorio, Nizza, Ranska.
Kaavio asteroidista 617 Patroclus ja sen seuralaisesta aurinkokunnassa
Viime vuonna Nature-lehdessä Morbidelli ja hänen kollegansa ehdottivat, että jäiset komeetat olisivat vangittuina Jupiterin Troijan pisteisiin aurinkokunnan varhaisen historian aikana. Heidän skenaarionsa mukaan ensimmäisten muutaman sadan miljoonan vuoden aikana aurinkokunnan syntymästä, suuret kaasuplaneetat kiertävät lähemmäksi aurinkoa, ympäröimässä miljardeja suuria asteroideja, joita kutsutaan planetesimals-pilveksi, ehkä 100 kilometriä (62 mailia) halkaisija tai vähemmän. Vuorovaikutus näiden planeetasimpallien kanssa aiheutti suurten kaasumaisten planeettojen muuttaneen ulospäin vasta noin 3,9 miljardia vuotta sitten, kun Jupiter ja Saturnus saavuttivat resonanssikiertoradat ja alkoivat heittää planeesimaalien ympärille konfetiä, jotkut heistä jättivät aurinkokunnan hyväksi.
Suurin osa jäljellä olevista planeetasimimistä asettui kiertoradalle Neptunuksen ulkopuolelle - nykypäivän Kuiper-vyö ja lyhytaikaisten komeettien lähde -, mutta pieni joukko vangittiin jättiläisten planeettojen, erityisesti Jupiterin, troijalaisille pyörteille.
"Tämä on ensimmäinen kerta, kun joku on määrittänyt suoraan troijalaisen asteroidin tiheyden, ja se tukee Morbidellin ehdottamaa uutta skenaariota", kertoi IMCEE: n tähtitieteilijä Daniel Hestroffer. ”Nämä asteroidit olisi saatu kiinni troijalaispisteistä ajankohtana, jolloin kallioiset planeetat olivat vielä muodostumassa, ja tämä planeettasuositusten häiriö noin 650 miljoonaa vuotta aurinkokunnan syntymän jälkeen olisi voinut aiheuttaa kuun ja Marsin myöhäisen pommituksen. .”
Vaikka Marchis viittaa skenaarioon "mukavaksi tarinaksi", hän myöntää, että sen tukemiseksi on tehtävä enemmän työtä.
"Meidän on löydettävä enemmän binaarisia troijalaisia ja tarkkailtava niitä nähdäksemme, onko alhainen tiheys kaikille troijalaisille ominaista", hän sanoi.
Troijalaisia asteroideja ovat ne, jotka on pyydetty Jupiterin kiertoradan ns. Lagrange-pisteisiin, jotka sijaitsevat samalla etäisyydellä Jupiterista kuin Jupiter on auringosta - 5 tähtitieteellistä yksikköä eli 465 miljoonaa mailia. Nämä kohdat, yksi johtava ja toinen jäljellä oleva Jupiter, ovat paikkoja, joissa auringon ja Jupiterin gravitaatiovoima ovat tasapainossa, jolloin roskat kerääntyvät kuin pölykunnit huoneen nurkassa. Johtavista (L4) ja loppupisteistä (L5) on löydetty satoja asteroideja, ja jokainen kiertää kyseisen pisteen ympäri kuin pyörre.
Asteroidi 617 Patroclus, joka alun perin löydettiin L5: stä ja nimettiin vuonna 1906, todettiin olevan seuralainen vuonna 2001, ja toistaiseksi se on ainoa tunnettu troijalainen binaari. Löytäjät eivät pystyneet arvioimaan komponenttien kiertorataa, koska heillä oli liian vähän havaintoja.
Kokenut asteroidinmetsästäjinä Marchis ja hänen kollegansa löysivät tämän vuoden elokuussa ensimmäisen kolminkertaisen asteroidijärjestelmän, 87 Sylviaa, paljon lähempänä aurinkoa tärkeimmässä asteroidihihnassa Marsin ja Jupiterin välillä, ja käyttivät voimakkaan 8 metrin kaukoputken Euroopan eteläiseen Observatorion erittäin suuri kaukoputki Chilessä tutkimaan kolmea kohdetta. He pystyivät kartoittamaan asteroidien kiertoradat arvioimaan Sylvian tiheyttä, josta he päättelivät, että se on rauniopakka löysästi pakattua kallioperää.
Ranskan ja Amerikan joukkue kokeili samaa tekniikkaa paljon kauempana olevan Patroclusin kanssa käyttämällä kuvansiirtotietoja Keck II Laser Guide Star -järjestelmästä W. Keckin observatoriossa Mauna Keassa, mikä tuottaa terävän erottelutarkkuuden, joka on mahdoton minkään muun maanpäällisen kaukoputken kanssa. .
"Ennen voimme tarkastella vain kohteita, jotka sijaitsevat kirkkaan vertailutähteen lähellä, rajoittaen adaptiivisen optiikan käytön vain pieneen prosenttiin taivaasta", Marchis sanoi. "Nyt voimme käyttää adaptiivista optiikkaa katsomaan melkein mitä tahansa taivaan pisteitä."
Laser-ohjaustähtijärjestelmä käyttää lasersädettä natriumatomien virittämiseen pienessä pisteessä yläilmakehässä. Tätä keinotekoista “tähtiä” käytetään ilmakehän turbulenssin mittaamiseen, joka sitten poistetaan Keck-adaptiivisen optiikkajärjestelmän siirrettävistä peileistä.
Järjestelmän avulla, joka tarjoaa vertaansa vailla olevan 58 milliarkksekunnin tarkkuuden, Keck-ryhmä teki viisi havaintoa infrapunassa marraskuun 2004 ja heinäkuun 2005 välisenä aikana. Marchis ja hänen kollegansa päättelivät, että Patroclus ja hänen seuralaisensa, jotka ovat suunnilleen samankokoisia ja ympyröivät ympäri heidän Painopiste 4,3 päivän välein 680 kilometrin (423 mailin) etäisyydellä, oli erittäin matala: 0,8 grammaa kuutiometriä kohti, noin kolmannes kallion painosta ja riittävän kevyt kelluakseen vedessä. Jos oletetaan, että kivinen koostumus on samanlainen kuin Jupiterin kuukausien Callisto ja Ganymede, järjestelmän komponenttien olisi oltava erittäin löysästi pakattuja - noin puoli tyhjää tilaa, sisäinen ominaisuus, jota ei odoteta samankokoiseen binaarijärjestelmään, tutkijat päättelivät .
Ryhmä ehdottaa järkevämpää vesijääkoostumusta, jossa on vain 15 prosenttia avointa tilaa, mikä tekee näistä esineistä samanlaisia komeettojen ja pienten Kuiper Belt -kohteiden kanssa, joiden tiheyden on määritetty olevan vähemmän kuin vesi.
Marchis epäilee, että binaarijärjestelmä muodostui, kun yksi suuri asteroidi revittiin Jupiterin painovoiman vetämällä.
"Patroclus-järjestelmällä on samanlaisia ominaisuuksia kuin binaarisilla lähellä maan asteroideja, joiden uskotaan muodostuvan kohtaamisessa maanpäällisen planeetan kanssa vuoroveden jakamalla", hän sanoi. "Troijalaisen asteroidin tapauksessa voimme ehdottaa, että tämä kohtaaminen oli Jupiterin kanssa vasta, kun yhteistyökumppaneidemme työ julkaistiin äskettäin."
Koska Homerin Iliadissa Patroclus oli Achilleuksen seuralainen ja troijalaisen sodan sankari, Achilleus olisi ollut sopiva nimi yhdelle kahdesta asteroidista, jotka ovat suunnilleen samankokoiset. Toisella asteroidilla on kuitenkin jo nimi Achilleus, joten Marchis ja hänen yhteistyökumppaninsa ehdottivat binaarijärjestelmän pienimmän jäsenen nimeämistä Menoetiukseksi Patroclusin isän jälkeen. Kansainvälisen tähtitieteellisen liiton pienten vartalojen nimien komitea on alustavasti hyväksynyt nimen. Menoetiukseksi nimetty asteroidi on halkaisijaltaan noin 112 km (70 mailia), kun taas Patroclus on noin 122 km (76 mailia) leveä.
Marchiksen lisäksi ryhmään kuuluivat tähtitieteen professori Imke de Pater ja tutkijatohtori Michael H. Wong UC Berkeleystä; Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J? Bf? R? Bf? Me Berthier ja fr? Bf? D? Bf? Ric Rach Vachier instituutin de M? Bf? Canique C? Bf? Leste et de Calculs des bf? phf bf? mfbf ajelut (IMCCE); ja Antonin Bouchez, Randall Campbell, Jason Chin, Marcos van Dam, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul Stomski, Doug Summers ja Peter Wizinovich W. Keckin observatoriosta.
Hanketta tukivat Kansallisen tiedesäätiön avustukset adaptiivisen optiikan tiede- ja teknologiakeskuksen sekä Kansallisen ilmailu- ja avaruushallinnon kautta. Suurin osa tiedoista saatiin W. Keckin observatoriosta, joka toimii tieteellisenä kumppanuutena Kalifornian teknillisen instituutin, Kalifornian yliopiston ja NASA: n välillä. Lisähavaintoja on saatu tutkimuslaitosten yhdistyksen ylläpitämästä Gemini-observatoriosta. vuonna Astronomy, Inc., NSF: n kanssa tehdyn yhteistyösopimuksen nojalla Gemini-kumppanuuden puolesta.
Alkuperäinen lähde: UC Berkeley -lehdistötiedote
