Umjetnička ilustracija binarnih asteroida Patroclus (u sredini) i Menoetius. Kreditna slika: W.M. Keck opservatorij. Klikni za veću sliku
Povezani par ledenih kometa sličnih prljavim snježnim kuglicama koje kruže izvan orbite Neptuna, nađen je kako vreba u sjeni Jupitera.
Astronomi sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley, radeći s kolegama u Francuskoj i na teleskopu Keck na Havajima, izračunali su gustoću poznatog binarnog asteroidnog sustava koji dijeli Jupiterovu orbitu i zaključili da je Patroclus i njegov suparnik vjerojatno sastavljen većinom od vode led prekriven patinom prljavštine.
Budući da se smatra da su prljave snježne kuglice nastale u vanjskim dosezima Sunčevog sustava, iz kojih se povremeno odvajaju i završavaju petlje bliže suncu kao kometi, tim sugerira da je asteroid vjerojatno nastao daleko od sunca. Najvjerojatnije je zarobljen u jednom od Jupiterovih trojanskih točaka - dva vrtloga gdje se krhotine skupljaju u Jupiterovoj orbiti - tijekom razdoblja u kojem su unutarnji Sunčev sustav intenzivno bombardirali komete, oko 650 milijuna godina nakon formiranja Sunčevog sustava.
Ako se potvrdi, to bi moglo značiti da su mnogi ili većina vjerojatno tisuće Jupiterovih trojanskih asteroida prljave snježne kugle koje su nastale mnogo dalje od sunca i istovremeno kao objekti koji sada zauzimaju Kuiperov pojas.
"Sumnjamo da su Trojanci mali predmeti Kuiperovog pojasa", rekao je vođa studije Franck Marchis, astronom istraživanja u UC Berkeley.
Marchis i njegove kolege iz Instituta za M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et Calculs d '?? bf? Ph ?? bf? M ?? bf? Rides (IMCCE) na Pariskom opservatorije i sa WM Opservatorij Keck izvijestio je o svojim otkrićima u časopisu Nature, 2. veljače.
Zaključak tima dodaje potporu nedavnoj hipotezi o evoluciji orbita najvećih planeta našeg Sunčevog sustava, Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna, koju je iznijela grupa istraživača na čelu s Alessandrom Morbidellijem, teoretskim astronomom iz Nacionalnog konsejla la Recherche Scientifique laboratorij Observatoire de la Azurna obala, Nice, Francuska.
Dijagram asteroida 617 Patroclusa i njegovog suputnika u Sunčevom sustavu
U časopisu Nature prošle godine, Morbidelli i njegovi kolege predložili su da ledeni kometi budu zarobljeni u trojanskim točkama Jupitera tijekom rane povijesti Sunčevog sustava. Prema njihovom scenariju, tijekom nekoliko stotina milijuna godina nakon rođenja Sunčevog sustava, veliki plinovi planete okružili su se bliže suncu, omotani oblakom milijardi velikih asteroida zvanih planetesimal, možda 100 kilometara (62 milje) u promjera ili manje. Interakcije s ovim planetesimalima dovele su do toga da su se veliki plinoviti planeti migrirali prema van prije otprilike 3,9 milijardi godina, kada su Jupiter i Saturn ušli u rezonantne orbite i počeli bacati planete-životinje poput konfeta, a neki od njih su napustili Sunčev sustav.
Većina preostalih planeteimala smjestila se u orbite izvan Neptuna - današnjeg Kuiperovog pojasa i izvora kratkovidnih kometa - ali mali broj zarobljen je u trojanskim vrtljanima divovskih planeta, posebno Jupitera.
"Ovo je prvi put da je netko direktno utvrdio gustoću trojanskog asteroida i on podržava novi scenarij koji je predložio Morbidelli", rekao je koautor Daniel Hestroffer, astronom na IMCEE. "Ovi asteroidi bili bi zarobljeni u trojanskim točkama u vrijeme kad su se stjenovite planete još formirale, a ova uznemirenost planete životinje oko 650 milijuna godina nakon rođenja Sunčevog sustava mogla je stvoriti kasno bombardiranje Mjeseca i Marsa „.
Iako Marchis navodi scenarij kao "lijepu priču", on priznaje da je potrebno učiniti više posla kako bi mu se pružila podrška.
"Moramo otkriti više binarnih Trojana i promatrati ih kako bismo vidjeli je li niska gustoća karakteristična za sve Trojane", rekao je.
Trojanski asteroidi su oni uhvaćeni u takozvanim Lagrangeovim točkama Jupiterove orbite, smještene na istoj udaljenosti od Jupitera, od Jupitera od sunca - 5 astronomskih jedinica ili 465 milijuna milja. Te točke, jedna vodeća, a druga zaostala Jupitera, mjesta su gravitacijske privlačnosti sunca, a Jupiter je uravnotežen, omogućavajući sakupljanje krhotina poput zečica prašine u kutu sobe. Otkrivene su stotine asteroida u vodećim (L4) i slijedećim (L5) točkama, od kojih svaki kruži oko te točke kao u vrtlogu.
Asteroid 617 Patroclus, koji je prvotno otkriven u L5 i nazvan je 1906., našao je pratioca 2001. godine, a do sada je jedini poznati trojanski binar. Otkrivači nisu bili u stanju procijeniti orbitu komponenti jer su imali premalo promatranja.
Kao iskusni lovci na asteroide, Marchis i njegovi kolege u kolovozu ove godine otkrili su prvi trostruki asteroidni sustav, 87 Sylvia, mnogo bliže suncu u glavnom asteroidnom pojasu između Marsa i Jupitera i upotrijebili snažni 8-metarski teleskop Europskog juga Opservatorij je vrlo velik teleskop u Čileu za proučavanje tri objekta. Uspjeli su zacrtati orbite asteroida kako bi procijenili gustoću Sylvije, na temelju čega su zaključili da je to gomila od hrpe od lagano nabijene stijene.
Francuski i američki tim pokušali su istu tehniku sa daleko udaljenijim Patroclusom, koristeći podatke iz slikovnog sustava Keck II Laser Guide Star System u opservatoriju W. Keck u Mauna Kea, koji daje oštru razlučivost koja je nemoguća s bilo kojim drugim zemaljskim teleskopom ,
"Prije smo mogli gledati samo predmete u blizini sjajne referentne zvijezde, ograničavajući uporabu prilagodljive optike na mali postotak neba", rekao je Marchis. "Sada se možemo koristiti adaptivnom optikom za gledanje gotovo bilo koje točke na nebu."
Laserski sustav zvijezda vodi lasersku zraku da pobudi atome natrija unutar malog mjesta u gornjoj atmosferi. Ova umjetna "zvijezda" koristi se za mjerenje atmosferskih turbulencija, a zatim ih uklanjaju pomična zrcala Keck-ovog adaptivnog optičkog sustava.
Sa sustavom koji pruža neusporedivu razlučivost od 58 miliarki sekundi, Keckov tim napravio je pet opažanja infracrvenom reakcijom između studenog 2004. i srpnja 2005. Marchis i njegovi kolege utvrdili su da je gustoća Patroclusa i njegovog pratilaca približno jednake veličine i kruga oko njihove središte mase svakih 4,3 dana na udaljenosti od 680 kilometara (423 milje), bilo je vrlo malo: 0,8 grama po kubnom centimetru, otprilike jednu trećinu stijena i dovoljno svjetla da pluta u vodi. Pretpostavljajući stjenovitu kompoziciju sličnu onoj Jupiterovih mjeseca Callisto i Ganymede, komponente sustava mogle bi biti vrlo lagano upakirane - oko pola praznog prostora, unutarnja karakteristika koja se ne očekuje za binarni sustav iste veličine, zaključili su istraživači ,
Tim sugerira razumniji sastav vodenog leda sa samo 15 posto otvorenog prostora, što ove objekte čini sličnim kometima i malim objektima Kuiperovog pojasa, za koje je utvrđeno da imaju gustoću manju od vode.
Marchis sumnja da se binarni sustav formirao kada je gravitacijski tegljač Jupitera rastrgan jedan veliki asteroid.
"Patroclusov sustav pokazuje slične karakteristike kao binarni asteroidi blizu Zemlje za koje se vjeruje da su nastali tijekom susreta sa zemaljskim planetom plimnim cijepanjem", rekao je. "U slučaju trojanskog asteroida, tek kada je nedavno objavljen rad naših suradnika, možemo sugerirati da je taj susret bio s Jupiterom."
Budući da je u Homerovoj Iliadi, Patroclus bio Ahilov pratilac i heroj Trojanskog rata, Ahilo bi bio prikladno ime jednog od dva asteroida, koji su otprilike iste veličine. Međutim, drugi asteroid već ima ime Achilles, pa su Marchis i njegovi suradnici predložili da se ime malog člana binarnog sustava Menoetius, po ocu Patroclusa. Odbor za nazive malih tijela Međunarodne astronomske unije probno je prihvatio to ime. Asteroid označen kao Menoetius promjera je 112 kilometara (70 milja), dok je Patroclus širok oko 122 kilometra.
Pored Marchisa, u tim su bili i profesor astronomije Imke de Pater i postdoktorski kolega Michael H. Wong iz UC Berkeley; Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J ?? bf? R ?? bf? Me Berthier i Fr? Bf? D ?? bf? Ric Vachier iz Instituta za M ?? bf? Kanique C ?? bf? Leste et de Calculs des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? voze (IMCCE); i Antonin Bouchez, Randall Campbell, Jason Chin, Marcos van Dam, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul Stomski, Doug Summers i Peter Wizinovich iz W. Keck Observatory.
Projekt je podržan bespovratnim sredstvima Nacionalne zaklade za znanost putem Znanstveno-tehnološkog centra za adaptivnu optiku i Nacionalne uprave za zrakoplovstvo i svemir. Većina podataka pribavljena je u W. Keck Observatory, koji djeluje kao znanstveno partnerstvo između Kalifornijskog tehnološkog instituta, Sveučilišta u Kaliforniji i NASA-e, a dodatna zapažanja dobivena su u opservatoriju Gemini kojim upravlja Udruženje sveučilišta za istraživanje u Astronomy, Inc., prema ugovoru o suradnji s NSF-om u ime Gemini partnerstva.
Izvorni izvor: UC Berkeley News Release
