Ілюстрація художником бінарних астероїдів Патрокла (у центрі) та Меноетія. Кредит зображення: W.M. Обсерваторія Кека. Натисніть, щоб збільшити
Зв'язана пара крижаних комет, схожих на брудні сніжні кулі, що кружляють за межами орбіти Нептуна, виявлена, що ховається в тіні Юпітера.
Астрономи з Каліфорнійського університету, Берклі, працюючи з колегами у Франції та на телескопі Кек на Гаваях, підрахували щільність відомої бінарної системи астероїдів, що розділяє орбіту Юпітера, і дійшли висновку, що Патрокла і його супутники, ймовірно, складаються здебільшого з води лід, покритий нальотом бруду.
Оскільки, як вважають, брудні сніжні кулі утворилися у зовнішній течії Сонячної системи, з якої вони періодично виводяться і закінчуються петлями ближче до сонця, як комети, команда припускає, що астероїд, ймовірно, утворився далеко від сонця. Він, швидше за все, був захоплений в одній з троянських точок Юпітера - двох вихрах, де сміття збирається на орбіті Юпітера - в період, коли внутрішня Сонячна система була інтенсивно обстрілена кометами, приблизно через 650 мільйонів років після утворення Сонячної системи.
Якщо це підтвердиться, це може означати, що багато або більшість, мабуть, тисяч троянських астероїдів Юпітера - це брудні сніжні кулі, що виникла набагато далі від сонця і одночасно з об'єктами, що займають тепер пояс Койпера.
"Ми підозрюємо, що троянці - це невеликі об'єкти поясу Койпера", - сказав керівник дослідження Франк Маркіс, астроном з досліджень в УК Берклі.
Маркіс та його колеги з Інституту М "bf? Canique C" bf "leste et Calculs d '?? bf? Ph ?? bf? M ?? bf? Rides (IMCCE) в Паризькій обсерваторії та від WM Обсерваторія Кек повідомляє про свої висновки у випуску Nature від 2 лютого.
Висновок команди додає підтримку нещодавньої гіпотези про еволюцію орбіт найбільших планет нашої Сонячної системи - Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна, викладеної групою дослідників на чолі з Алессандро Морбідделлі, астрономом-теоретиком з Національного департаменту Консей la Recherche Scientifique лабораторія обсерваторії Лазурного берега, Ніцца, Франція.
Діаграма астероїда 617 Патрокла і його супутника в Сонячній системі
У минулому році в природознавчому документі Морбідделлі та його колеги запропонували, щоб крижані комети були захоплені в троянських точках Юпітера протягом ранньої історії Сонячної системи. Згідно з їх сценарієм, протягом перших кількох сотень мільйонів років після народження Сонячної системи великі газові планети орбітували ближче до Сонця, огорнуті хмарою мільярдів великих астероїдів під назвою планетимасили, можливо, за 100 кілометрів (62 милі) в діаметр або менше. Взаємодія з цими планетними тваринами спричинила міграцію великих газоподібних планет до приблизно 3,9 мільярда років тому, коли Юпітер і Сатурн вийшли на резонансні орбіти і почали кидати планетомасили навколо, як конфетті, частина з них назавжди покинула Сонячну систему.
Основна частина решти планетизималів оселилася на орбітах поза межами Нептуна - сьогоднішнього поясу Койпера та джерела короткочасних комет - але незначна кількість була захоплена в троянських вихрах планет-гігантів, зокрема Юпітера.
"Це перший раз, коли хто безпосередньо визначив щільність троянського астероїда, і він підтримує новий сценарій, запропонований Морбідделлі", - сказав співавтор Даніель Хестроффер, астроном ІМСЕЕ. "Ці астероїди були б захоплені в троянських точках в той час, коли скелясті планети ще формувались, і це збурення планет-тварин приблизно через 650 мільйонів років після народження Сонячної системи могло б створити пізнє обстріл Місяця і Марса . "
Хоча Марчіс називає цей сценарій «приємною історією», він визнає, що потрібно зробити більше роботи, щоб підтримати його.
"Нам потрібно виявити більше бінарних троянів і спостерігати за ними, щоб побачити, чи низька щільність характерна для всіх троянців", - сказав він.
Троянські астероїди - це ті, хто потрапив у так звані точки Лагранжа на орбіті Юпітера, розташовані на тій же відстані від Юпітера, що і Юпітер від сонця - 5 астрономічних одиниць, або 465 мільйонів миль. Ці точки, одна провідна, а інша затяжна Юпітер, - це місця, де гравітаційне притягнення Сонця, і Юпітер врівноважений, що дозволяє збирати сміття, як зайчики пилу, в кутку кімнати. Сотні астероїдів були виявлені у провідній (L4) та кінці (L5) точках, кожен з яких обертався навколо цієї точки, немов у вихрі.
Астероїд 617 Patroclus, спочатку виявлений у L5 та названий в 1906 році, був знайдений компаньйоном у 2001 році, і поки що це єдиний відомий троянський бінар. Першовідкривачі не змогли оцінити орбіту компонентів, оскільки мали занадто мало спостережень.
Як досвідчені мисливці на астероїди, Маркіс та його колеги в серпні цього року виявили першу потрійну астероїдну систему, 87 Sylvia, набагато ближче до сонця в головному поясі астероїдів між Марсом та Юпітером, і застосували потужний 8-метровий телескоп півдня Європи Дуже великий телескоп обсерваторії в Чилі для вивчення трьох об'єктів. Вони змогли скласти орбіти астероїдів, щоб оцінити щільність Сильвії, з чого вони зробили висновок, що це - щебінь з пухкої, упакованої породи.
Французька та американська команда спробували ту саму техніку з набагато віддаленішим Патрокла, використовуючи зображення зображень із системи лазерного керівництва зірок Кека II в обсерваторії В. Кека на Мауна-Кеа, що дає чітку роздільну здатність, неможливу для будь-якого іншого наземного телескопа .
"Раніше ми могли дивитись лише на об'єкти біля яскравої опорної зірки, обмежуючи використання адаптивної оптики невеликим відсотком неба", - сказав Маркіс. "Тепер ми можемо використовувати адаптивну оптику для перегляду майже будь-якої точки неба."
Система зірок лазера використовує лазерний промінь для збудження атомів натрію в невеликому місці у верхній частині атмосфери. Ця штучна "зірка" використовується для вимірювання атмосферних турбулентностей, які потім видаляються рухомими дзеркалами системи адаптивної оптики Кека.
Завдяки системі, що забезпечує безпрецедентну роздільну здатність 58 мільярдів секунди, команда Кека зробила п'ять спостережень в інфрачервоному просторі між листопадом 2004 року та липнем 2005 року. Маркіс та його колеги визначили, що щільність Патрокла і його супутника приблизно однакові за розміром і коло навколо Центр маси кожні 4,3 дня на відстані 680 кілометрів (423 милі) був дуже низьким: 0,8 грами на кубічний сантиметр, приблизно на третину гірської породи і достатньо світла, щоб плавати у воді. Якщо припустити скелястий склад, схожий на супутники Юпітера Каллісто і Ганімеде, компоненти системи мали б бути дуже нещільно - близько половини порожнього простору, внутрішня характеристика якої не очікується для однотипної двійкової системи, підсумовують дослідники .
Команда пропонує більш розумний склад водяного льоду з лише 15-відсотковим відкритим простором, що робить ці об’єкти схожими на комети та невеликі об’єкти поясу Койпера, які, як було визначено, мають щільність менше води.
Марчіс підозрює, що двійкова система сформувалася, коли один гранітний астероїд був зірваний гравітаційним буксиром Юпітера.
"Система Патрокла показує аналогічні характеристики бінарних астероїдів біля Землі, які, як вважають, утворилися під час зустрічі з земною планетою шляхом припливного розщеплення", - сказав він. "У випадку з троянським астероїдом ми можемо припустити, що ця зустріч була з Юпітером лише тоді, коли нещодавно була опублікована робота наших співробітників".
Оскільки в «Іліаді» Гомера Патрокл був супутником Ахілла та героєм Троянської війни, то Ахілл був би відповідним ім'ям для одного з двох астероїдів, які мають приблизно однаковий розмір. Однак інший астероїд вже має ім'я Ахіллес, тому Маркіс та його співробітники запропонували назвати найменшого члена бінарної системи Меноетія, після батька Патрокла. Комітет з малих імен тіла Міжнародного астрономічного союзу попередньо прийняв цю назву. Астероїд, призначений Меноетієм, має діаметр близько 112 кілометрів, а Патрокла - близько 122 кілометрів.
Окрім Маркіса, до складу команди входили професор астрономії Імке де Патер та докторантура Майкл Х. Вонг з УК Берклі; Даніель Гестрофер, Паскаль Дескамп, J ?? bf? R ?? bf? Me Бертьє і Fr ?? bf? D ?? bf? Ric Вачіє з Інституту де M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et de Calculs des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? їде (IMCCE); та Антонін Бушес, Рендалл Кемпбелл, Джейсон Чін, Маркос ван Дам, Скотт Хартман, Ерік Йоханссон, Роберт Лафон, Девід Ле Міньянь, Пол Стомскі, Даг Саммерс та Пітер Візінович з обсерваторії В. Кека.
Проект підтримали гранти Національного наукового фонду через Науково-технологічний центр адаптивної оптики та Національне управління з питань аеронавтики та космосу. Більшість даних було отримано в обсерваторії В. Кека, яка функціонує як наукове партнерство між Каліфорнійським технологічним інститутом, Каліфорнійським університетом та НАСА, з додатковими спостереженнями, отриманими в обсерваторії Близнюків, керованій Асоціацією університетів досліджень в Astronomy, Inc., згідно з угодою про співпрацю з NSF від імені партнерства Gemini.
Оригінальне джерело: UC Berkeley News Release
