Kunstniku illustratsioon binaarsetest asteroididest Patroclus (keskel) ja Menoetius. Kujutise krediit: W.M. Kecki observatoorium. Pilt suuremalt
Jupiteri varjus varitseb seostunud paar jäiseid komeete, mis sarnanevad Neptuuni orbiidil tiirlevate räpaste lumepallidega.
California Berkeley ülikooli astronoomid, kes töötavad koos kolleegidega Prantsusmaal ja Kecki teleskoobiga Hawaiil, on arvutanud Jupiteri orbiiti jagava tuntud binaarse asteroidsüsteemi tiheduse ja jõudnud järeldusele, et Patroclus ja tema kaaslane koosnevad tõenäoliselt veest jää, mis on kaetud mustuse paatinaga.
Kuna arvatakse, et räpased lumepallid on moodustunud Päikesesüsteemi välistesse jõudmistesse, kust need aeg-ajalt eemalduvad ja lõpevad komeetidena päikesele lähemal, loodavad meeskond, et asteroid moodustus arvatavasti kaugel päikesest. Tõenäoliselt jäädvustati see ühes Jupiteri Trooja punktist - kahes pöörises, kus praht kogub Jupiteri orbiidil - perioodil, mil sisemist päikesesüsteemi pommitasid intensiivselt komeedid, umbes 650 miljonit aastat pärast Päikesesüsteemi moodustumist.
Kui see kinnitatakse, võib see tähendada, et paljud või enamus tõenäoliselt tuhandetest Jupiteri Trooja asteroididest on räpased lumepallid, mis on pärit palju kaugemal päikesest ja samal ajal kui objektid, mis praegu hõivavad Kuiperi vöönd.
"Meie kahtlus on, et troojalased on väikesed Kuiperi vöö esemed," ütles UC Berkeley uuringu astronoom uuringujuht Franck Marchis.
Marchis ja tema kolleegid Institut de M? Bf? Canique C? Bf? Leste et Calculs d '?? bf? Ph? Bf? M? Bf? Sõidust (IMCCE) Pariisi observatooriumis ja WM-ist Kecki observatoorium annab oma tähelepanekutest 2. veebruari väljaandes Nature.
Meeskonna järeldused toetavad hiljutist hüpoteesi meie päikesesüsteemi suurimate planeetide Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni orbiitide arengu kohta, mille esitas uurimisrühm eesotsas Alessandro Morbidelli'ga, kes oli teoreetiline astronoom Conseil National de Côte d'Azuri Observatoire de Recherche teaduse labor, Nizza, Prantsusmaa.
Asteroidi 617 Patroclus ja tema kaaslase diagramm Päikesesüsteemis
Eelmisel aastal ajalehes Nature ilmunud teoses pakkusid Morbidelli ja tema kolleegid välja, et Päikesesüsteemi varases ajaloos oleks jäised komeedid Jupiteri Trooja punktidesse püütud. Nende stsenaariumi kohaselt tiirlesid Päikesesüsteemi sünnist esimese paarisaja miljoni aasta jooksul suured gaasiplaneedid Päikesele lähemal, ümbritsedes miljardeid suuri asteroide, mida kutsutakse planetesimaalideks, pilveks ehk 100 kilomeetrit (62 miili) läbimõõt või vähem. Interaktsioonid nende planetaalsimiaalidega põhjustasid suurte gaasiliste planeetide väljapoole rännet kuni umbes 3,9 miljardit aastat tagasi, kui Jupiter ja Saturn sisenesid resonantsi orbiitidele ja hakkasid planeesimimaale viskama nagu konfeti, mõnel neist lahkudes päikesesüsteemist hea meelega.
Suurem osa allesjäänud planetaalasimmalasest asus orbiitidele Neptuunist kaugemale - tänapäeva Kuiperi vööst ja lühiajaliste komeetide allikast -, kuid väike arv tabati hiiglaslike planeetide Trooja pööristes, eriti Jupiteris.
"See on esimene kord, kui keegi on vahetult määranud Trooja asteroidi tiheduse ja see toetab Morbidelli väljapakutud uut stsenaariumi," ütles IMCEE astronoom kaasautor Daniel Hestroffer. Need asteroidid oleks püütud Trooja punktidesse ajal, mil kivised planeedid alles moodustasid, ja see planetesimulaatorite segadus umbes 650 miljonit aastat pärast Päikesesüsteemi sündi võis põhjustada Kuu ja Marsi hilise pommitamise. . ”
Ehkki Marchis viitab stsenaariumile kui “toredale loole”, tunnistab ta, et selle toetamiseks tuleb veel rohkem tööd teha.
"Peame leidma rohkem binaarseid troojalasi ja neid jälgima, et näha, kas madal tihedus on kõigile troojalastele iseloomulik," ütles ta.
Trooja asteroidid on need, mis on tabatud Jupiteri orbiidi niinimetatud Lagrange'i punktidest, mis asuvad Jupiterist sama kaugel kui Jupiter on päikesest - 5 astronoomilist ühikut ehk 465 miljonit miili. Need punktid, üks juhtiv ja teine Jupiterit suunav, on kohad, kus päikese ja Jupiteri gravitatsiooniline külgetõmme on tasakaalus, võimaldades prahti koguda nagu toanurka tolmuputte. Juhtivates (L4) ja tagumistes (L5) punktides on avastatud sadu asteroide, mis kõik tiirlevad selle punkti ümber justkui pöörises.
Algselt L5 juures avastatud ja 1906. aastal nime saanud asteroid 617 Patroclus leiti kaaslaseks 2001. aastal ja on seni ainus teadaolev Trooja binaar. Avastajad ei suutnud komponentide orbiiti hinnata, kuna neil oli liiga vähe vaatlusi.
Kogenud asteroidiküttidena avastasid Marchis ja tema kolleegid tänavu augustis Marsi ja Jupiteri vahel asuvas peamises asteroidivööndis päikesele palju lähemal esimese kolmekordse asteroidsüsteemi 87 Sylvia ning kasutasid Euroopa lõunaosa võimast 8-meetrist teleskoopi. Observatooriumi väga suur teleskoop Tšiilis kolme objekti uurimiseks. Nad suutsid kaardistada asteroidide orbiidid, et hinnata Sylvia tihedust. Siit järeldasid nad, et tegemist on lahtiselt pakitud kivimi killustikuhunnikuga.
Prantsuse ja Ameerika meeskond proovis sama tehnikat palju kaugema Patroclusega, kasutades pildiandmeid Keck II Laser Guide Star Systemist W. Kecki observatooriumis Mauna Keas, mis annab terava eraldusvõime võimatu ühegi teise maapealse teleskoobiga. .
"Enne võisime vaadata ainult ereda võrdlustähe lähedal asuvaid objekte, piirates adaptiivse optika kasutamist vaid väikese protsendiga taevast," rääkis Marchis. "Nüüd saame kasutada adaptiivset optikat peaaegu kõigi taeva punktide vaatamiseks."
Laserjuhiste tähesüsteem kasutab laserkiire abil naatriumi aatomite ergastamiseks ülemises atmosfääris asuvas väikeses kohas. Seda kunstlikku “tähte” kasutatakse atmosfääri turbulentsi mõõtmiseks, mis seejärel eemaldatakse Kecki adaptiivse optikasüsteemi liikuvate peeglite abil.
Kuna süsteem pakub enneolematut 58 milliarcsekundilist eraldusvõimet, tegi Kecki meeskond infrapunaühenduse abil vahemikus 2004. aasta novembrist kuni juulini 2005. viis tähelepanekut. Marchis ja tema kolleegid leidsid, et Patrocluse ja tema kaaslase tihedus, mis on umbes ühesuurused ja ringi ümber nende Massi keskpunkt oli iga 4,3 päeva järel 680 kilomeetri (423 miili) kaugusel väga madal: 0,8 grammi kuupsentimeetri kohta, umbes kolmandik kivimite massist ja piisavalt kerge vees hõljuvaks. Eeldades Jupiteri kuude Callisto ja Ganymede sarnase kivise koostisega, peaksid süsteemi komponendid olema väga lõdvalt pakitud - umbes pooltühi ruum, sisemine omadus, mida sama suurusega binaarsüsteemi jaoks oodata ei ole, järeldasid teadlased .
Meeskond soovitab mõistlikumat vesijää koosseisu, millel on vaid 15 protsenti avatud pinda, mis muudab need objektid sarnaseks komeetide ja väikeste Kuiperi vöö objektidega, mille tihedus on kindlaks tehtud vähem kui vesi.
Marchis kahtlustab, et binaarsüsteem tekkis siis, kui Jupiteri gravitatsioonipuksiiril üksik suur asteroid rebenes.
"Patrocluse süsteemil on sarnased omadused maa lähedal asuvate binaarsete asteroididega, mis arvatakse olevat tekkinud maapealse planeediga kokkupuutel loodete lõhenemisega," sõnas ta. "Trooja asteroidi puhul võiksime järeldada, et see kohtumine oli Jupiteriga, alles siis, kui hiljuti avaldati meie kaastöötajate töö."
Kuna Homerose Ilias oli Patroclus Achilleuse kaaslane ja Trooja sõja kangelane, oleks Achilleus olnud sobiv nimi kahele asteroidile, mis on umbes sama suured. Kuid teisel asteroidil on juba nimi Achilleus, nii et Marchis ja tema kaastöötajad tegid ettepaneku nimetada Patrocluse isa järgi binaarsüsteemi väikseim liige Menoetius. Rahvusvahelise Astronoomia Liidu väikeste kehanimede komitee on selle nime esialgu heaks kiitnud. Asteroidi nimega Menoetius on läbimõõt umbes 112 kilomeetrit (70 miili), samas kui Patroclus on umbes 122 kilomeetrit (76 miili) lai.
Lisaks Marchisele kuulusid meeskonda astronoomiaprofessor Imke de Pater ja järeldoktorikaaslane Michael H. Wong UC Berkeleyst; Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J? Bf? R? Bf? Me Berthier ja Fr? Bf? D? Bf? Ric Vachier of Institut de M? Bf? Canique C? Bf? Leste et de Calculs des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? seljas (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 Wizinovitš W. Kecki vaatluskeskusest.
Projekti toetasid riikliku teadusfondi toetused adaptiivse optika teaduse ja tehnoloogia keskuse ning riikliku lennundus- ja kosmosevalitsuse kaudu. Enamik andmeid saadi W. Kecki observatooriumis, mida peetakse California Tehnikainstituudi, California ülikooli ja NASA teadusliku partnerlusena, täiendavate vaatlustega saadi Gemini observatooriumist, mida haldab Teadusuuringute Ülikoolide Liit. aastal Astronomy, Inc.-is, Kaksikute partnerluse nimel NSF-iga sõlmitud koostöölepingu alusel.
Algne allikas: UC Berkeley pressiteade
