Илюстрация на художник на бинарните астероиди Патрокла (в центъра) и Меноетия. Кредит за изображение: W.M. Обсерватория Кек. Щракнете за уголемяване
Обвързана двойка ледени комети, подобни на мръсните снежни топки, които обикалят извън орбитата на Нептун, е открита, дебнеща в сянката на Юпитер.
Астрономите от Калифорнийския университет в Бъркли, които работят с колеги във Франция и в телескопа Кек на Хавай, изчислиха плътността на известна двоична астероидна система, която споделя орбитата на Юпитер, и стигнаха до извода, че Патрокла и неговият спътник вероятно са съставени предимно от вода лед, покрит от патина от мръсотия.
Тъй като се смята, че мръсните снежни топки са се образували във външните течения на Слънчевата система, от които те понякога се изхвърлят и в крайна сметка се привързват към слънцето като комети, екипът предполага, че астероидът вероятно се е образувал далеч от слънцето. Най-вероятно е бил заловен в една от троянските точки на Юпитер - две вихри, където отломки се събират в орбитата на Юпитер - през период, когато вътрешната Слънчева система е била интензивно бомбардирана от комети, около 650 милиона години след формирането на Слънчевата система.
Ако бъде потвърдено, това може да означава, че много или повечето от вероятно хилядите троянски астероиди на Юпитер са мръсни снежни топки, които са възникнали много по-далеч от слънцето и в същото време като предметите, които сега заемат пояса на Куйпер.
„Съмняваме се, че троянците са малки обекти на пояса на Койпер“, казва ръководителят на проучването Франк Маркис, астроном на научните изследвания в UC Berkeley.
Маркис и колегите му от Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et Calculs d '?? bf? Ph ?? bf? M ?? bf? Rides (IMCCE) в Парижката обсерватория и от WM Обсерватория Кек съобщава за своите открития в броя на 2 февруари на Nature.
Заключението на екипа добавя подкрепа на неотдавнашна хипотеза за еволюцията на орбитите на най-големите планети на нашата Слънчева система - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, представена от група изследователи начело с Алесандро Морбидели, теоретичен астроном от Националния консеил la Recherche Scientifique лаборатория на Обсерватора на Лазурния бряг, Ница, Франция.
Диаграма на астероида 617 Патрокла и неговия спътник в Слънчевата система
В списание „Nature“ миналата година Морбидели и колеги предложиха ледените комети да бъдат заснети в троянските точки на Юпитер през ранната история на Слънчевата система. Според техния сценарий, през първите няколкостотин милиона години след раждането на Слънчевата система, големите газови планети обикаляха по-близо до слънцето, обгърнати в облак от милиарди големи астероиди, наречени планетимали, може би на 100 километра (62 мили) в диаметър или по-малко. Взаимодействията с тези планетимасали предизвикаха големите газообразни планети да мигрират навън до преди около 3,9 милиарда години, когато Юпитер и Сатурн влязоха в резонансни орбити и започнаха да хвърлят планетимасите наоколо като конфети, като някои от тях напуснаха Слънчевата система завинаги.
По-голямата част от останалите пластезимали се заселиха на орбитите отвъд Нептун - днешният пояс на Койпер и източникът на кометите за краткотрайни периоди - но малък брой бяха заловени в троянските вихри на гигантските планети, по-специално Юпитер.
„Това е първият път, когато някой е определил пряко плътността на троянски астероид и той подкрепя новия сценарий, предложен от Morbidelli“, каза съавторът Даниел Хестрофер, астроном в IMCEE. „Тези астероиди щяха да бъдат заловени в троянските точки във време, когато скалистите планети все още се оформяха и това смущение на планетитемасали около 650 милиона години след раждането на Слънчевата система би могло да създаде късното бомбардиране на Луната и Марс . "
Въпреки че Маркис нарича сценария като "хубава история", той признава, че трябва да се работи повече, за да се осигури подкрепа за него.
„Трябва да открием повече бинарни трояни и да ги наблюдаваме, за да видим дали ниската плътност е характерна за всички троянци“, каза той.
Троянските астероиди са тези, уловени в т. Нар. Точки на Lagrange на орбитата на Юпитер, разположени на същото разстояние от Юпитер, както Юпитер е от слънцето - 5 астрономически единици, или 465 милиона мили. Тези точки, едната водеща, а другата задънена Юпитер, са места, където гравитационното привличане на слънцето и Юпитер са балансирани, което позволява на отпадъците да се събират като зайчета в ъгъла на една стая. Стотици астероиди са открити във водещите (L4) и задните (L5) точки, всеки от които орбитира около тази точка, сякаш в вихър.
Астероидът 617 Patroclus, първоначално открит в L5 и кръстен през 1906 г., е установен, че има спътник през 2001 г. и досега е единственият известен троянски двоичен файл. Откривателите не успяха да преценят орбитата на компонентите, защото имаха твърде малко наблюдения.
Като опитни ловци на астероиди, Маркис и неговите колеги през август тази година откриха първата тройна астероидна система 87 Sylvia, много по-близо до слънцето в основния астероиден пояс между Марс и Юпитер, и използваха мощен 8-метров телескоп на европейския юг Много голям телескоп на обсерваторията в Чили за изследване на трите обекта. Те успяха да начертаят орбитите на астероидите, за да преценят плътността на Силвия, от което стигнаха до заключението, че това е купчина от развалини от ронлитна скала.
Френският и американският екип опитаха една и съща техника с много по-далечния Патрокъл, използвайки образни данни от системата за лазерно ръководство Keck II в звездата на W. Keck в Mauna Kea, която дава рязка резолюция, невъзможна с който и да е друг наземен телескоп ,
„Преди можехме да гледаме само обекти в близост до ярка референтна звезда, ограничавайки използването на адаптивна оптика до малък процент от небесата“, каза Маркис. „Сега можем да използваме адаптивна оптика, за да гледаме почти всяка точка на небето.“
Лазерната система за водещи звезди използва лазерен лъч, за да възбужда натриеви атоми в малко място в горната атмосфера. Тази изкуствена "звезда" се използва за измерване на атмосферните турбуленции, която след това се отстранява от подвижните огледала на адаптивната оптика на системата Кек.
Със системата, осигуряваща несравнима резолюция от 58 милиарсе секунди, екипът на Keck направи пет наблюдения в инфрачервения период между ноември 2004 г. и юли 2005 г. Маркис и неговите колеги определиха, че плътността на Патрокла и неговия спътник са приблизително еднакви по размер и кръг около тях център на масата на всеки 4,3 дни на разстояние 680 километра (423 мили), беше много нисък: 0,8 грама на кубически сантиметър, около една трета от скалата и достатъчно светлина, за да плава във вода. Ако приемем скалиста композиция, подобна на тази на луните на Юпитер Калисто и Ганимед, компонентите на системата би трябвало да са много разхлабени - около половин празно пространство, вътрешна характеристика, която не се очаква за една и съща по размер двоична система, заключиха изследователите ,
Екипът предлага по-разумен състав на воден лед със само 15 процента отворено пространство, което прави тези обекти подобни на комети и малки обекти на пояса на Койпер, за които е определено, че имат плътност по-малка от водата.
Маркис подозира, че бинарната система се е образувала, когато един-единствен голям астероид е бил разкъсан от гравитационния буксир на Юпитер.
„Системата Patroclus показва подобни характеристики на бинарните астероиди в близост до Земята, за които се смята, че са се образували по време на среща с земна планета чрез приливно разцепване“, каза той. "В случай на троянски астероид, едва когато работата на нашите сътрудници беше публикувана наскоро, можем да предположим, че тази среща е била с Юпитер."
Тъй като в Илиада на Омир Патрокъл беше спътник на Ахил и герой от Троянската война, Ахил би бил подходящо име за един от двата астероида, които са с еднакъв размер. Друг астероид обаче вече носи името Ахил, така че Маркис и неговите сътрудници предложиха да назоват най-малкия член на двоичната система Меноеций, след бащата на Патрокла. Комитетът за имената на малки тела на Международния астрономически съюз прие ориентировъчно името. Астероидът, обозначен Menoetius, е с диаметър около 112 километра (70 мили), докато Patroclus е широк около 122 километра (76 мили).
В допълнение към Маркис, екипът включва професор по астрономия Имке де Патер и докторант Майкъл Х. Вонг от UC Berkeley; Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J ?? bf? R ?? bf? Me Berthier и Fr ?? bf? D ?? bf? Ric Vachier от Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et de Calculs des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? rides (IMCCE); и Антонин Бушес, Рандал Кембъл, Джейсън Чин, Маркос ван Дам, Скот Хартман, Ерик Йохансон, Робърт Лафон, Дейвид Льо Миньянт, Пол Стомски, Дъг Самърс и Питър Уизинович от обсерваторията В. Кек.
Проектът беше подкрепен от безвъзмездни средства от Националната научна фондация чрез Научно-технологичния център за адаптивна оптика и от Националната администрация по аеронавтика и космос. Повечето от данните са получени в обсерваторията W. Keck, която работи като научно партньорство между Калифорнийския технологичен институт, Калифорнийския университет и НАСА, с допълнителни наблюдения, получени в обсерваторията Близнаци, управлявана от Асоциацията на университетите за изследвания в Astronomy, Inc., съгласно споразумение за сътрудничество с NSF от името на партньорството Gemini.
Оригинален източник: UC Berkeley News Release
