Likovna ilustracija binarnih asteroidov Patroclus (v sredini) in Menoetius. Kreditna slika: W.M. Keck observatorij. Kliknite za povečavo
Zavezan par ledenih kometov, podobnih umazanim sneženim kroglicam, ki krožijo zunaj orbite Neptuna, je bil najden v senci Jupitra.
Astronomi na kalifornijski univerzi Berkeley v sodelovanju s kolegi v Franciji in na teleskopu Keck na Havajih so izračunali gostoto znanega binarnega asteroidnega sistema, ki deli Jupitrovo orbito, in sklenili, da je Patroclus in njegov spremljevalec verjetno sestavljen večinoma iz vode led, ki ga prekriva patina umazanije.
Ker se domneva, da so se umazane snežne kepe oblikovale v zunanjih dosegih osončja, iz katerih se občasno odlepijo in končajo, da se kot kometi prikradejo bližje soncu, ekipa predlaga, da se je asteroid verjetno oblikoval daleč od sonca. Najverjetneje je bil ujet na enem od Jupitrovih trojanskih točk - dveh vrtincih, kjer se v Jupitrovi orbiti nabira naplavin - v obdobju, ko so notranji osončje intenzivno bombardirali kometi, približno 650 milijonov let po nastanku sončnega sistema.
Če je potrjeno, bi to lahko pomenilo, da so mnogi ali večina verjetno več tisoč Jupitrovih trojanskih asteroidov umazane snežne kepe, ki izvirajo veliko dlje od sonca in hkrati kot predmeti, ki zdaj zasedajo Kuiperjev pas.
"Sumimo, da so Trojani majhni predmeti Kuiperjevega pasu," je dejal vodja študije Franck Marchis, astronom na področju raziskovanja v UC Berkeley.
Marchis in sodelavci z Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et Calculs d '?? bf? Ph ?? bf? M ?? bf? Rides (IMCCE) na Observatoire de Paris in iz WM Opazovalnik Keck o svojih ugotovitvah poroča v 2. februarju številke Nature.
Sklep skupine doda podporo nedavni hipotezi o razvoju orbitov največjih planetov našega osončja, Jupitru, Saturnu, Uranu in Neptunu, ki jih je predstavila skupina raziskovalcev na čelu z Alessandrom Morbidellijem, teoretičnim astronomom iz Conseil National de la Recherche Scientifique laboratorij Observatoire de La Azurna obala, Nica, Francija.
Diagram asteroida 617 Patroclusa in njegovega spremljevalca v osončju
Morbidelli in sodelavci so v lanskem časopisu Nature predlagali, da bi se ledeni kometi v zgodnji zgodovini osončja zajeli v Jupiterjevih trojanskih točkah. Po njihovem scenariju so v prvih nekaj sto milijonih let po rojstvu osončja veliki plinski planeti krožili bližje soncu, zaviti v oblak milijard velikih asteroidov, imenovanih planetesimal, morda 100 kilometrov v premer ali manj. Medsebojni vpliv teh planetesimal je povzročil, da so se veliki plinasti planeti selili navzven do približno 3,9 milijarde let nazaj, ko sta Jupiter in Saturn vstopila v resonančno orbito in začela metati planetne živali okoli konfeti, nekateri med njimi pa so za vedno zapustili sončni sistem.
Večina preostalih planetesimalov se je naselila v orbite zunaj Neptuna - današnji Kuiperjev pas in vir kratkotrajnih kometov -, vendar je bilo malo število ujetih v trojanskih vrtinah velikanskih planetov, zlasti Jupitra.
"To je prvič, da je kdo neposredno določil gostoto trojanskega asteroida in podpira nov scenarij, ki ga je predlagal Morbidelli," je dejal soavtor Daniel Hestroffer, astronom na IMCEE. "Ti asteroidi bi bili zajeti v točkah Trojan v času, ko so kamniti planeti še vedno tvorili, in to vznemirjenje planetezimal približno 650 milijonov let po rojstvu sončnega sistema bi lahko povzročilo pozno bombardiranje Lune in Marsa . "
Čeprav Marchis omenja scenarij kot "lepo zgodbo", priznava, da je za njegovo podporo treba narediti več dela.
"Odkriti moramo več binarnih Trojanov in jih opazovati, da vidimo, ali je nizka gostota značilna za vse Trojane," je dejal.
Trojanski asteroidi so tisti, ujeti v tako imenovanih Lagrangeovih točkah Jupitrove orbite, ki se nahajajo enako oddaljeni Jupiter, kot je Jupiter od sonca - 5 astronomskih enot ali 465 milijonov milj. Te točke, ena vodilna in druga vlečna Jupitra, so mesta, kjer je gravitacijsko privlačenje sonca in Jupiter je uravnotežen, kar omogoča, da se smeti zbirajo kot zajčki prahu v kotu sobe. Na vodilnih (L4) in končnih (L5) točkah je bilo odkritih na stotine asteroidov, ki krožijo okoli te točke kot v vrtincu.
Asteroid 617 Patroclus, ki so ga prvotno odkrili pri L5 in ga poimenovali leta 1906, je bilo ugotovljeno, da ima spremljevalca leta 2001, in doslej je edini znani trojanski binar. Odkritelji niso mogli oceniti orbite sestavnih delov, ker so imeli premalo opazovanj.
Kot izkušeni lovci na asteroid je Marchis in njegovi sodelavci avgusta letos odkril prvi trojni asteroidni sistem 87 Sylvia, ki je bil mnogo bližje soncu v glavnem asteroidnem pasu med Marsom in Jupitrom, in uporabil močan 8-metrski teleskop evropskega juga Zelo velik teleskop opazovalnice v Čilu za preučevanje treh predmetov. Lahko so namestili orbite asteroidov, da so ocenili gostoto Sylvije, iz katere so sklepali, da gre za ruševinski kup ohlapne skale.
Francoska in ameriška ekipa sta poskusila isto tehniko s precej bolj oddaljenim Patroclusom, pri uporabi opazovalnih podatkov iz sistema Lack Guide Lack Guide Keck II v Observatoriju W. Keck v Mauna Kea, ki daje ostro ločljivost, ki je ni mogoče pri nobenem drugem zemeljskem teleskopu .
"Pred tem smo lahko gledali le predmete v bližini svetle referenčne zvezde, ki omejujejo uporabo prilagodljive optike na majhen odstotek nebes," je dejal Marchis. "Zdaj lahko s prilagodljivo optiko vidimo skoraj katero koli točko na nebu."
Laserski vodilni zvezdni sistem uporablja laserski žarek, da vzbudi natrijeve atome znotraj majhne točke v zgornji atmosferi. Ta umetna "zvezda" se uporablja za merjenje atmosferskih turbulenc, ki jih nato odstranimo s premičnimi ogledali sistema Keck prilagodljive optike.
S sistemom, ki zagotavlja neprimerljivo ločljivost 58 milijard sekund, je skupina Keck med novembrom 2004 in julijem 2005. opravila pet opazovanj v infrardeči povezavi. Marchis in njegovi sodelavci so ugotovili, da je gostota Patroclusa in njegove spremljevalke približno enaka velikosti in se gibljeta okoli njune Središče mase vsakih 4,3 dni na razdalji 680 kilometrov (423 milj) je bilo zelo malo: 0,8 grama na kubični centimeter, približno tretjino kamnine in dovolj svetlobe, da lebdi v vodi. Ob predpostavki, da je skalnata kompozicija podobna Jupitrovi luni Callisto in Ganymede, bi bilo treba sestavne dele sistema zelo ohlapno napolniti - približno napol prazen prostor, notranjo značilnost, ki je ne pričakujemo za enako velikostni binarni sistem, so zaključili raziskovalci .
Skupina predlaga bolj razumno sestavo vodnega ledu z le 15-odstotnim odprtim prostorom, zaradi česar so ti predmeti podobni kometom in majhnim predmetom Kuiperjevega pasu, za katere je bilo ugotovljeno, da imajo gostoto manjšo od vode.
Marchis sumi, da se je binarni sistem oblikoval, ko je en sam velik asteroid raztrgal gravitacijski vlačilnik Jupiter.
"Sistem Patroclus prikazuje podobne lastnosti kot binarni asteroidi blizu Zemlje, za katere se verjame, da so nastali med srečanjem s kopenskim planetom z plimovanjem," je dejal. "V primeru trojanskega asteroida lahko šele takrat, ko so sodelavci objavili delo, lahko sklepamo, da je bilo to srečanje z Jupitrom."
Ker je bil v Homerjevi Iliadi Patroclus spremljevalec Ahila in junak trojanske vojne, bi bil Ahil primerno ime za enega od obeh asteroidov, ki sta približno enake velikosti. Vendar pa ima drugi asteroid že ime Ahil, zato so Marchis in njegovi sodelavci predlagali poimenovanje najmanjšega člana binarnega sistema Menoetius po očetu Patroclusa. Odbor za majhna imena teles Mednarodne astronomske zveze je naključno sprejel ime. Asteroid, imenovan Menoetius, ima premer približno 112 kilometrov, medtem ko je Patroclus širok približno 122 kilometrov.
Poleg Marchisa so v ekipo sodelovali profesor astronomije Imke de Pater in podoktorski kolega Michael H. Wong iz UC Berkeley; Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J ?? bf? R ?? bf? Me Berthier in Fr ?? bf? D ?? bf? Ric Vachier iz Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et de Calculs des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? vožnja (IMCCE); ter Antonin Bouchez, Randall Campbell, Jason Chin, Marcos van Dam, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul Stomski, Doug Summers in Peter Wizinovich iz Observatorija W. Keck.
Projekt so podprli štipendije Nacionalne znanstvene fundacije prek Znanstveno-tehnološkega centra za prilagodljivo optiko in Nacionalne uprave za letalstvo in vesolje. Večina podatkov je bila pridobljena v Observatoriju W. Keck, ki deluje kot znanstveno partnerstvo med Kalifornijskim tehnološkim inštitutom, Kalifornijsko univerzo in NASA, z dodatnimi opažanji, pridobljenimi na observatoriju Gemini, ki ga upravlja Združenje univerz za raziskave v Astronomy, Inc., na podlagi sporazuma o sodelovanju z NSF v imenu partnerstva Gemini.
Izvirni vir: UC Berkeley News Release
