Η απεικόνιση ενός καλλιτέχνη για τους δυαδικούς αστεροειδείς Patroclus (κέντρο) και Menoetius. Πιστωτική εικόνα: W.M. Παρατηρητήριο Keck. Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Ένα δεσμευμένο ζευγάρι παγωμένων κομητών που μοιάζουν με τις βρώμικες χιονόμπαλες που κυκλώνουν έξω από την τροχιά του Ποσειδώνα, βρέθηκε να κρύβεται στη σκιά του Δία.
Οι αστρονόμοι στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϋ, συνεργαζόμενοι με συναδέλφους στη Γαλλία και στο Τηλεσκόπιο Keck στη Χαβάη, έχουν υπολογίσει την πυκνότητα ενός γνωστού δυαδικού συστήματος αστεροειδών που μοιράζεται την τροχιά του Δία, και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο Patroclus και ο σύντροφός του πιθανώς αποτελούνται κυρίως από νερό πάγος που καλύπτεται από πατίνα βρωμιάς.
Επειδή οι βρώμικες χιονόμπαλες πιστεύεται ότι έχουν σχηματιστεί στα εξωτερικά άκρα του ηλιακού συστήματος, από το οποίο αποσυνδέονται περιστασιακά και καταλήγουν να βγαίνουν πιο κοντά στον ήλιο ως κομήτες, η ομάδα προτείνει ότι ο αστεροειδής πιθανώς σχηματίστηκε μακριά από τον ήλιο. Πιθανότατα καταγράφηκε σε ένα από τα Τρωικά σημεία του Δία - δύο νεκρούς όπου συλλέγονται συντρίμμια στην τροχιά του Δία - κατά τη διάρκεια μιας περιόδου που το εσωτερικό ηλιακό σύστημα βομβαρδίστηκε έντονα από κομήτες, περίπου 650 εκατομμύρια χρόνια μετά τον σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.
Εάν επιβεβαιωθεί, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι πολλές ή περισσότερες από τις πιθανώς χιλιάδες Δούρειες αστεροειδείς του Δία είναι βρώμικες χιονόμπαλες που προέρχονταν πολύ πιο μακριά από τον ήλιο και ταυτόχρονα με τα αντικείμενα που καταλαμβάνουν τώρα τη Ζώνη του Κουίπερ.
«Είναι η υποψία μας ότι οι Trojans είναι μικρά αντικείμενα Kuiper Belt», δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Franck Marchis, ερευνητής αστρονόμος στο UC Berkeley.
Marchis και συνεργάτες από το Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et Calculs d '?? bf? Ph ?? bf? M ?? bf? Βόλτες (IMCCE) στο Observatoire de Paris και από το WM Το Παρατηρητήριο Keck αναφέρει τα ευρήματά του στο τεύχος της Φύσης 2 Φεβρουαρίου.
Το συμπέρασμα της ομάδας προσθέτει υποστήριξη σε μια πρόσφατη υπόθεση σχετικά με την εξέλιξη των τροχιών των μεγαλύτερων πλανητών του ηλιακού μας συστήματος, του Δία, του Κρόνου, του Ουρανού και του Ποσειδώνα, που παρουσιάστηκε από μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Alessandro Morbidelli, έναν θεωρητικό αστρονόμο με το Conseil National de la Recherche Scientifique εργαστήριο του Observatoire de la Cote dAzur, Νίκαια, Γαλλία.
Διάγραμμα του αστεροειδούς 617 Patroclus και του συντρόφου του στο ηλιακό σύστημα
Σε ένα έγγραφο της Φύσης πέρυσι, ο Morbidelli και οι συνάδελφοί του πρότειναν να παγιδευτούν παγωμένοι κομήτες στα Τρωικά σημεία του Δία κατά την πρώιμη ιστορία του ηλιακού συστήματος. Σύμφωνα με το σενάριό τους, κατά τη διάρκεια των πρώτων εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών μετά τη γέννηση του ηλιακού συστήματος, οι μεγάλοι πλανήτες φυσικού αερίου ήταν σε τροχιά πιο κοντά στον ήλιο, τυλιγμένοι σε ένα σύννεφο δισεκατομμυρίων μεγάλων αστεροειδών που ονομάζονται πλανητικά σχήματα, ίσως 100 χιλιόμετρα (62 μίλια) διάμετρο ή μικρότερη. Οι αλληλεπιδράσεις με αυτά τα πλανητικά πλάσματα οδήγησαν τους μεγάλους αέριους πλανήτες να μεταναστεύσουν προς τα έξω μέχρι περίπου 3,9 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, όταν ο Δίας και ο Κρόνος μπήκαν σε συντονισμένες τροχιές και άρχισαν να πετάνε τα πλανητικά πλάσματα σαν κομφετί, μερικοί από αυτούς αφήνουν το ηλιακό σύστημα για καλό.
Το μεγαλύτερο μέρος των πλανητών που απομένουν εγκαταστάθηκαν σε τροχιές πέρα από τον Ποσειδώνα - τη σημερινή ζώνη Kuiper και την πηγή κομητών μικρής περιόδου - αλλά ένας μικρός αριθμός συνελήφθησαν στις Τρωικές νεκρές δυνάμεις των γιγαντιαίων πλανητών, ιδίως του Δία.
«Είναι η πρώτη φορά που κάποιος έχει καθορίσει άμεσα την πυκνότητα ενός Τρωικού αστεροειδούς και υποστηρίζει το νέο σενάριο που προτείνει ο Morbidelli», δήλωσε ο συντάκτης Daniel Hestroffer, αστρονόμος στο IMCEE. «Αυτοί οι αστεροειδείς θα είχαν συλληφθεί στα Τρωικά σημεία σε μια στιγμή που οι βραχώδεις πλανήτες εξακολουθούσαν να σχηματίζονται, και αυτή η διαταραχή των πλανητών μοιάζει περίπου 650 εκατομμύρια χρόνια μετά τη γέννηση του ηλιακού συστήματος θα μπορούσε να δημιουργήσει τον όψιμο βομβαρδισμό του φεγγαριού και του Άρη "
Αν και ο Marchis αναφέρεται στο σενάριο ως «ωραία ιστορία», παραδέχεται ότι πρέπει να γίνει περισσότερη δουλειά για να παρέχει υποστήριξη σε αυτό.
«Πρέπει να ανακαλύψουμε περισσότερους δυαδικούς Τρώες και να τους παρατηρήσουμε για να δούμε αν η χαμηλή πυκνότητα είναι χαρακτηριστικό όλων των Τρώων», είπε.
Trojan αστεροειδείς είναι εκείνοι που αλιεύονται στα λεγόμενα σημεία Lagrange της τροχιάς του Δία, που βρίσκονται στην ίδια απόσταση από τον Δία με τον Δία από τον ήλιο - 5 αστρονομικές μονάδες ή 465 εκατομμύρια μίλια. Αυτά τα σημεία, το ένα από τα κορυφαία και το άλλο που ακολουθεί τον Δία, είναι μέρη όπου η βαρυτική έλξη του ήλιου και ο Δίας είναι ισορροπημένος, επιτρέποντας τη συγκέντρωση συντριμμιών σαν κουνελάκια σκόνης στη γωνία ενός δωματίου. Εκατοντάδες αστεροειδείς έχουν ανακαλυφθεί στα κορυφαία (L4) και πίσω (L5) σημεία, καθένα σε τροχιά γύρω από αυτό το σημείο σαν σε νεφρό.
Ο αστεροειδής 617 Patroclus, που αρχικά ανακαλύφθηκε στο L5 και ονομάστηκε το 1906, βρέθηκε να έχει σύντροφο το 2001 και μέχρι στιγμής είναι το μόνο γνωστό Trojan binary. Οι ερευνητές δεν μπόρεσαν να εκτιμήσουν την τροχιά των συστατικών επειδή είχαν πολύ λίγες παρατηρήσεις.
Ως έμπειροι κυνηγοί αστεροειδών, ο Marchis και οι συνάδελφοί του τον Αύγουστο του έτους ανακάλυψαν το πρώτο τριπλό αστεροειδές σύστημα, 87 Sylvia, πολύ πιο κοντά στον ήλιο στην κύρια αστεροειδή ζώνη μεταξύ Άρη και Δία, και χρησιμοποίησε ένα ισχυρό τηλεσκόπιο 8 μέτρων του Ευρωπαϊκού Νότου Το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο του Παρατηρητηρίου στη Χιλή για να μελετήσει τα τρία αντικείμενα. Κατάφεραν να χαρτογραφήσουν τις τροχιές των αστεροειδών για να εκτιμήσουν την πυκνότητα της Σύλβιας, από την οποία κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι είναι ένας σωρός από χαλαρά, γεμάτα βράχια.
Η γαλλική και αμερικανική ομάδα δοκίμασε την ίδια τεχνική με το πολύ πιο μακρινό Patroclus, χρησιμοποιώντας δεδομένα απεικόνισης από το Keck II Laser Guide Star System στο Παρατηρητήριο W. Keck στο Mauna Kea, το οποίο αποδίδει μια απότομη ανάλυση αδύνατη με οποιοδήποτε άλλο επίγειο τηλεσκόπιο .
«Πριν, μπορούσαμε να κοιτάξουμε μόνο αντικείμενα κοντά σε ένα φωτεινό αστέρι αναφοράς, περιορίζοντας τη χρήση προσαρμοστικών οπτικών σε ένα μικρό ποσοστό των ουρανών», δήλωσε ο Marchis. «Τώρα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε προσαρμοστικά οπτικά για να δούμε σχεδόν οποιοδήποτε σημείο στον ουρανό».
Το σύστημα αστέρι οδηγού λέιζερ χρησιμοποιεί μια δέσμη λέιζερ για να διεγείρει άτομα νατρίου σε ένα μικρό σημείο στην άνω ατμόσφαιρα. Αυτό το τεχνητό «αστέρι» χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής αναταραχής, η οποία στη συνέχεια αφαιρείται από τους κινητούς καθρέπτες του προσαρμοστικού οπτικού συστήματος Keck.
Με το σύστημα να παρέχει μια απαράμιλλη ανάλυση 58 χιλιοστών του δευτερολέπτου, η ομάδα του Keck έκανε πέντε παρατηρήσεις στο υπέρυθρο μεταξύ Νοεμβρίου 2004 και Ιουλίου 2005. Ο Marchis και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι η πυκνότητα του Patroclus και του συντρόφου του, που έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος και κύκλο γύρω από το το κέντρο μάζας κάθε 4,3 ημέρες σε απόσταση 680 χιλιομέτρων (423 μίλια), ήταν πολύ χαμηλό: 0,8 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό, περίπου το ένα τρίτο του βράχου και αρκετά ελαφρύ για να επιπλέει στο νερό. Υποθέτοντας μια βραχώδη σύνθεση παρόμοια με εκείνη των φεγγαριών του Δία Callisto και Ganymede, τα συστατικά του συστήματος θα έπρεπε να είναι πολύ χαλαρά - περίπου μισό κενό χώρο, ένα εσωτερικό χαρακτηριστικό που δεν αναμένεται για ένα δυαδικό σύστημα ίδιου μεγέθους, κατέληξαν οι ερευνητές .
Η ομάδα προτείνει μια πιο λογική σύνθεση υδάτινου πάγου με μόνο 15 τοις εκατό ανοιχτό χώρο, γεγονός που καθιστά αυτά τα αντικείμενα παρόμοια με κομήτες και μικρά αντικείμενα Kuiper Belt, τα οποία έχουν καθοριστεί να έχουν πυκνότητες μικρότερες από το νερό.
Ο Marchis υποψιάζεται ότι το δυαδικό σύστημα σχηματίστηκε όταν ένας ενιαίος μεγάλος αστεροειδής διαλύθηκε από τη βαρυτική έλξη του Δία.
«Το σύστημα Patroclus εμφανίζει παρόμοια χαρακτηριστικά με τους δυαδικούς αστεροειδείς Near Earth, οι οποίοι πιστεύεται ότι έχουν σχηματιστεί κατά τη διάρκεια μιας συνάντησης με έναν επίγειο πλανήτη με παλιρροιακή διάσπαση», είπε. «Στην περίπτωση ενός Δούρειου αστεροειδούς, μόνο όταν δημοσιεύτηκε πρόσφατα το έργο των συνεργατών μας, μπορούμε να προτείνουμε ότι αυτή η συνάντηση ήταν με τον Δία».
Επειδή στην Ιλιάδα του Ομήρου, ο Πάτροκλος ήταν σύντροφος του Αχιλλέα και ήρωας του Τρωικού Πολέμου, ο Αχιλλέας θα ήταν το κατάλληλο όνομα για έναν από τους δύο αστεροειδείς, που έχουν το ίδιο μέγεθος. Ωστόσο, ένας άλλος αστεροειδής έχει ήδη το όνομα Αχιλλέας, οπότε ο Marchis και οι συνεργάτες του πρότειναν να ονομάσουν το μικρότερο μέλος του δυαδικού συστήματος Menoetius, μετά τον πατέρα του Patroclus. Η Επιτροπή Ονομάτων Μικρού Σώματος της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης έχει αποδεχθεί προσωρινά το όνομα. Ο αστεροειδής ονομαζόμενος Menoetius έχει διάμετρο περίπου 112 χιλιόμετρα (70 μίλια), ενώ το Patroclus έχει πλάτος περίπου 122 χιλιόμετρα (76 μίλια).
Εκτός από τον Marchis, η ομάδα περιελάμβανε τον καθηγητή αστρονομίας Imke de Pater και τον μεταδιδακτορικό συνεργάτη Michael H. Wong του UC Berkeley. Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J ?? bf? R ?? bf? Me Berthier and Fr ?? bf? D ?? bf? Ric Vachier of the Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et de Calculs des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? βόλτες (IMCCE); και Antonin Bouchez, Randall Campbell, Jason Chin, Marcos van Dam, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul Stomski, Doug Summers και Peter Wizinovich του Παρατηρητηρίου W. Keck.
Το έργο υποστηρίχθηκε από επιχορηγήσεις από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών μέσω του Κέντρου Επιστήμης και Τεχνολογίας για Προσαρμοσμένη Οπτική και από την Εθνική Διοίκηση Αεροναυτικής και Διαστήματος. Τα περισσότερα από τα δεδομένα λήφθηκαν στο Παρατηρητήριο W. Keck, το οποίο λειτουργεί ως επιστημονική συνεργασία μεταξύ του Τεχνολογικού Ινστιτούτου Καλιφόρνιας, του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια και της NASA, με πρόσθετες παρατηρήσεις που ελήφθησαν στο Παρατηρητήριο Δίδυμων που λειτουργεί από την Ένωση Πανεπιστημίων Έρευνας στην Astronomy, Inc., βάσει συμφωνίας συνεργασίας με το NSF για λογαριασμό της εταιρικής σχέσης Gemini.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο τύπου UC Berkeley
