Umělecká ilustrace binárních asteroidů Patroclus (uprostřed) a Menoetius. Obrazový kredit: W.M. Keckova observatoř. Klikni pro zvětšení
Ve stínu Jupitera se číhá vázaná dvojice ledových komet podobných špinavým sněhovým koulím kroužícím mimo orbitu Neptunu.
Astronomové na Kalifornské univerzitě v Berkeley ve spolupráci s kolegy ve Francii a na Keck Telescope na Havaji vypočítali hustotu známého binárního asteroidního systému, který sdílí oběžné dráhy Jupitera, a dospěli k závěru, že Patroclus a jeho společník jsou pravděpodobně složeni převážně z vody led pokrytý patinou nečistot.
Protože se předpokládá, že se ve vnějším dosahu sluneční soustavy vytvořily špinavé sněhové koule, z nichž se příležitostně uvolní a nakonec se smyčí blíže ke Slunci jako komety, tým naznačuje, že asteroid se pravděpodobně vytvořil daleko od Slunce. Nejpravděpodobněji byl zachycen v jednom z Jupiterových trojských bodů - dvou vírech, kde se sbírají trosky na Jupiterově oběžné dráze - během období, kdy byla vnitřní sluneční soustava intenzivně bombardována kometami, přibližně 650 milionů let po vytvoření sluneční soustavy.
Pokud by to bylo potvrzeno, mohlo by to znamenat, že mnoho nebo většina z pravděpodobně tisíců trojských asteroidů Jupiteru jsou špinavé sněhové koule, které pocházely mnohem dále od Slunce a současně s objekty, které nyní zaujímají Kuiperův pás.
"Máme podezření, že trojské koně jsou malé objekty Kuiper Belt," řekl vedoucí studie Franck Marchis, výzkumný astronom UC Berkeley.
Marchis a jeho kolegové z Institutu de Mé bf canique C? Bf? Leste et Calculs d '? Bf? Ph? Bf? M? Bf? Rides (IMCCE) na Observatoire de Paris a WM Observatoř Keck hlásí svá zjištění v 2. vydání časopisu Nature.
Závěr týmu přidává podporu nedávné hypotéze o vývoji oběžných drah největších planet naší sluneční soustavy Jupiter, Saturn, Uran a Neptun, kterou předložila skupina vědců v čele s Alessandrem Morbidelli, teoretickým astronomem Conseil National de la Recherche vědecká laboratoř Observatoire de la Cote d'Azur, Nice, Francie.
Schéma asteroidu 617 Patroclus a jeho společník ve sluneční soustavě
V loňském roce v novinách Nature Morbidelli a jeho kolegové navrhli, aby se ledové komety zachytily v Jupiterových trojských bodech během rané historie sluneční soustavy. Podle jejich scénáře se během prvních několika stovek milionů let po narození sluneční soustavy obíhaly velké plynové planety blíže ke Slunci, obklopené oblakem miliard velkých planetek zvaných planetesimály, asi 100 kilometrů v průměr nebo méně. Interakce s těmito planetesimály způsobily, že velké plynné planety migrovaly ven až do doby před asi 3,9 miliardami let, když Jupiter a Saturn vstoupili do rezonančních drah a začali házet planetesimály kolem jako konfety, z nichž některé opouštěly sluneční soustavu navždy.
Většina zbývajících planetesimálů se usadila na oběžné dráze za Neptunem - dnešní Kuiperův pás a zdroj krátkodobých komet - ale malé množství bylo zajato v trojských vírách obřích planet, zejména Jupitera.
"Je to poprvé, kdy někdo přímo určil hustotu trojského asteroidu a podporuje nový scénář navržený Morbidelli," uvedl spoluautor Daniel Hestroffer, astronom IMCEE. "Tyto asteroidy by byly zachyceny v trojských bodech v době, kdy se skalnaté planety stále formovaly, a toto rozrušení planetesimálů asi 650 milionů let po narození sluneční soustavy by mohlo způsobit pozdní bombardování Měsíce a Marsu." . “
Přestože Marchis označuje scénář jako „pěkný příběh“, připouští, že pro jeho podporu je třeba udělat více práce.
"Musíme objevit více binárních trojských koní a pozorovat je, abychom zjistili, zda nízká hustota je charakteristikou všech trojských koní," řekl.
Trojské asteroidy jsou ty, které jsou zachyceny na takzvaných Lagrangeových bodech Jupiterovy oběžné dráhy, které se nacházejí ve stejné vzdálenosti od Jupiteru jako Jupiter od Slunce - 5 astronomických jednotek nebo 465 milionů mil. Tyto body, jeden vedoucí a druhý vlečný Jupiter, jsou místa, kde byla gravitační přitažlivost slunce a Jupiter je vyrovnaný, což umožňuje, aby se trosky shromažďovaly jako prachové zajíčky v rohu místnosti. V předních (L4) a koncových (L5) bodech byly objeveny stovky asteroidů, z nichž každý obíhal kolem tohoto bodu, jako by byl v vířivce.
Asteroid 617 Patroclus, původně objevený v L5 a pojmenovaný v 1906, byl shledán mít společníka v roce 2001, a doposud je jediný známý trojský binární. Objevitelé nebyli schopni odhadnout oběžnou dráhu složek, protože měli příliš málo pozorování.
Jako zkušení lovci asteroidů Marchis a jeho kolegové v srpnu letošního roku objevili první trojitý asteroidní systém, 87 Sylvia, mnohem blíže ke slunci v hlavním asteroidním pásu mezi Marsem a Jupiterem a použili výkonný 8metrový dalekohled evropské jižní Observatoř je velmi velký dalekohled v Chile studovat tři objekty. Dokázali zmapovat oběžné dráhy asteroidů, aby odhadli hustotu Sylvie, z čehož došli k závěru, že se jedná o hromádku volně balené horniny.
Francouzský a americký tým vyzkoušel stejnou techniku s mnohem vzdálenějším Patroclusem a použil zobrazovací data z laserového průvodce hvězdným systémem Keck II na observatoři W. Keck na Mauna Kea, což umožňuje ostré rozlišení nemožné u jakéhokoli jiného pozemního dalekohledu. .
"Dříve jsme se mohli dívat pouze na objekty poblíž jasné referenční hvězdy, což omezovalo použití adaptivní optiky na malé procento nebe," řekl Marchis. "Nyní můžeme použít adaptivní optiku k prohlížení téměř jakéhokoli bodu na obloze."
Systém laserových vodicích hvězd používá laserový paprsek k excitaci atomů sodíku na malém místě v horní atmosféře. Tato umělá „hvězda“ se používá k měření atmosférických turbulencí, které jsou poté odstraněny pohyblivými zrcátky systému adaptivní optiky Keck.
Se systémem, který poskytuje bezkonkurenční rozlišení 58 miliarsekund, provedl tým Keck pět infračervených pozorování mezi listopadem 2004 a červencem 2005. Marchis a jeho kolegové určili, že hustota Patroclus a jeho společníka, které jsou přibližně stejné velikosti a kruh kolem jejich Středisko hmoty každé 4,3 dny ve vzdálenosti 680 kilometrů (423 mil) bylo velmi nízké: 0,8 gramu na centimetr krychlový, asi jedna třetina hmotnosti skály a světla dostatečně vznášející se ve vodě. Za předpokladu, že se jedná o skalní kompozici podobnou složení Jupiterových měsíců Callisto a Ganymede, musely by být součásti systému velmi volně zabalené - asi polovinu prázdného prostoru, vnitřní charakteristiku, která se u binárního systému stejné velikosti neočekává, dospěli vědci k závěru. .
Tým navrhuje rozumnější složení vodního ledu s pouhými 15 procentami otevřeného prostoru, díky čemuž jsou tyto objekty podobné kometám a malým objektům Kuiper Belt, u nichž bylo stanoveno, že mají hustotu menší než voda.
Marchis má podezření, že binární systém vznikl, když byl jeden velký asteroid roztržen gravitačním tahem Jupitera.
"Systém Patroclus vykazuje podobné vlastnosti jako binární asteroidy Near Earth, o nichž se věří, že se vytvořily během setkání s pozemskou planetou přílivovým rozdělením," řekl. "V případě trojského asteroidu můžeme jen tehdy, když byla práce našich spolupracovníků nedávno zveřejněna, naznačit, že toto setkání bylo s Jupiterem."
Protože v Homerově Iliadu byl Patroclus Achillesovým společníkem a hrdinou trojské války, Achilles by byl vhodným názvem pro jeden ze dvou asteroidů, které mají přibližně stejnou velikost. Jiný asteroid však již má jméno Achilles, takže Marchis a jeho spolupracovníci navrhli jmenovat nejmenšího člena binárního systému Menoetius, po otci Patrokla. Výbor pro jména malých těl Mezinárodní astronomické unie tento název předběžně přijal. Asteroid jmenovaný Menoetius má průměr asi 112 kilometrů, zatímco Patroclus je široký asi 122 kilometrů.
Kromě Marchise byl v týmu profesor astronomie Imke de Pater a postdoktorand Michael H. Wong z UC Berkeley; Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J? Bf? R? Bf? Me Berthier a Fr? Bf? D? Bf? Ric Vachier z Institutu de M? Bf? Canique C? Bf? Leste et de Calculs jízdy na koni (IMCCE); a Antonin Bouchez, Randall Campbell, Jason Chin, Marcos van Dam, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul Stomski, Doug Summers a Peter Wizinovich z observatoře W. Kecka.
Projekt byl podporován granty od Národní vědecké nadace prostřednictvím Vědeckotechnického centra pro adaptivní optiku a Národní správy letectví a kosmonautiky. Většina údajů byla získána na observatoři W. Keck, která je provozována jako vědecké partnerství mezi Kalifornským technologickým institutem, Kalifornskou univerzitou a NASA, a další pozorování byla získána na observatoři Gemini, kterou provozuje Asociace univerzit pro výzkum. v Astronomy, Inc., na základě dohody o spolupráci s NSF jménem partnerství Gemini.
Původní zdroj: UC Berkeley News Release
