Lehdistötiedote

Karkulaisasteroidi löydetty aurinkokunnan ulkolaitamilta

ESO:n teleskoopit löysivät ensimmäisen vahvistetun hiilipitoisen asteroidin Kuiperin vyöhykkeeltä

9. toukokuuta 2018

Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on käyttänyt ESO:n teleskooppeja tutkiakseen aurinkokunnan varhaisaikojen jäännettä. Ryhmä havaitsi, että epätavallinen Kuperin vyöhykkeen kohde 2004 EW95 on runsashiilinen asteroidi, ensimmäinen laatuaan aurinkokunnan kylmiltä ulkolaitamilta vahvistettu. Tämä outo kohde muodostui luultavimmin Marsin ja Jupiterin välisellä asteroidivyöhykkeellä ja on sittemmin sinkoutunut miljardeja kilometrejä alkusijoiltaan nykyiseen kotiinsa Kuiperin vyöhykkeessä.

Aurinkokunnan varhaisajat olivat myrskyisiä aikoja. Tätä aikaa käsittelevät teoreettiset mallit ennustavat, että kaasujättiläisten muodostuttua ne ryntäilivät aurinkokunnan halki singoten pieniä kivikappaleita aurinkokunnan sisäosista kaukana Auringosta sijaitseville kiertoradoille [1]. Nämä mallit antavat erityisesti ymmärtää, että Kuiperin vyöhykkeen — Neptunuksen radan ulkopuolella sijaitseva kylmä alue — pitäisi käsittää pieni osa aurinkokunnan sisäosien kivikappaleista, kuten runsashiilisistä asteroideista [2].

Hiljattain ilmestynyt tutkimusjulkaisu on nyt esittänyt todisteita ensimmäisestä luotettavasti havaitusta hiilipitoisesta asteroidista Kuiperin vyöhykkeessä, mikä tarjoaa vahvaa tukea näille teoreettisille malleille aurinkokunnan rauhattomasta nuoruudesta. ESO:n VLT-teleskoopin (Very Large Telescope) useilla havaintolaitteilla suoritettujen huolellisten mittausten avulla brittiläisen Queen’s University Belfastin tutkija Tom Seccullin johtama pieni tähtitieteiljäryhmä on kyennyt mittaamaan poikkeavan Kuiperin vyöhykkeen kohteen 2004 EW95 koostumuksen ja siten määrittämään, että se on hiilipitoinen asteroidi. Tämä antaa ymmärtää, että se muodostui alunperin aurinkokunnan sisäosissa ja sen on sittemmin täytynyt ajelehtia ulommas [3].

Alunperin 2004 EW95:n erikoinen luonne kävi ilmi Queen’s University Belfast tähtitieteilijä Wesley Fraser suorittamista NASA:n ja ESA:n Hubble-avaruusteleskoopin rutiinihavainnoista. Hän on myös tämän löydön tehneen tutkimusryhmän jäsen. Asteroidin heijastusspektri — kohteen heijastaman valon aallonpituuksien erityinen kuvio — oli erilainen kuin vastaavien Kuiperin vyöhykkeen kohteiden, jotka tunnetaan lyhenteellä KBO (Kuiper Belt Object). Nämä ovat tyypillisesti kiinnostamattomia, piirteettömiä spektrejä, jotka paljastavat hyvin vähän tietoa niiden koostumuksesta.

"Kohteen 2004 EW95 heijastusspektri oli selvästi erilainen muista aurinkokunnan ulko-osissa havaituista," selittää pääkirjoittaja Seccull. "Se näytti riittävän hullulta, että halusimme katsoa sitä tarkemmin."

Tutkimusryhmä havaitsi 2004 EW95:a VLT:n havaintolaitteilla X-Shooter ja FORS2. Näiden spektrografien herkkyyden ansiosta ryhmä sai yksityiskohtaisempia mittauksia asteroidin heijastaman valon kuviosta ja pystyi siten päättelemään sen koostumuksen.

Havainnot 2004 EW95:sta olivat kuitenkin yhä vaikeita tehdä VLT:n vaikuttavasta valonkeruutehdokkudesta huolimatta. Vaikka kohde on halkaisijaltaan 300 kilometriä, se on tällä hetkellä valtavan neljän miljardin kilometrin etäisyydellä Maasta, mikä saa sen tumman, runsashiilisen pinnan havainnoinnin vaativaksi tieteelliseksi haasteeksi.

"On kuin havaitsisi jättimäistä hiilivuorta yötaivaan säkkipimeää taustaa vasten," sanoo yksi kirjoittajista, Thomas Puzia (Pontificia Universidad Católica de Chile).

"Kohde 2004 EW95 ei vain liiku, vaan se on myös hyvin himmeä," lisää Seccull. "Meidän täytyi käyttää hyvin kehittyneitä havaintojenkäsittelytekniikoita saadaksemme siitä niin paljon tietoja kuin mahdollista."

Kohteen spektrin kaksi piirrettä olivat erityisen silmiinpistäviä ja vastasivat rautaoksidien ja verkkosilikaattien läsnäoloa. Näiden materiaalien läsnäoloa ei ole milloinkaan ennen vahvistettu KBO:ssa ja ne antavat vahvasti ymmärtää, että 2004 EW95 muodostui aurinkokunnan sisäosissa.

Seccull päättää: "Ottaen huomioon 2004 EW95:n nykyinen sijainti aurinkokunnan jäisissä ulko-osissa, tämä antaa ymmärtää, että vaeltava planeetta on singonnut sen nykyiselle kiertoradalleen aurinkokunnan alkuaikoina."

"Siinä missä aikaisemmin on raportoitu muita epätyypillisiä Kuiperin vyöhykkeen kohteiden spektrejä, yhtäkään ei ole vahvistettu näin tarkasti," kommentoi Olivier Hainaut, ESO-tähtitieteilijä, joka ei ole tutkimusryhmän jäsen. "Hiilipitoisen asteroidin löytäminen Kuiperin vyöhykkeeltä on avainvahvistus yhteen varhaista aurinkokuntaa käsittelevien dynaamisten mallien perustavanlaatuiseen ennustukseen."

Lisähuomiot

[1] Nykyiset dynaamiset mallit varhaisen aurinkokunnan evoluutiosta, kuten Grand Tack -hypoteesi ja Nizzan malli, ennustavat, että jättiläisplaneetat vaelsivat ensin sisäänpäin ja sitten ulos, hajoittaen ja sirottaen sisemmän aurinkokunnan kappaleita. Tämän seurauksena pienen osan kiviasteroideista oletetaan sinkoutuneen kiertoradoille Oortin pilvessä ja Kuiperin vyöhykkeessä.

[2] Hiilipitoiset asteroidit sisältävät hiiltä tai sen erilaisia yhdisteitä. Hiilipitoiset - tai C-tyypin - asteroidit voi tunnistaa tummasta pinnastaan, jonka aiheuttaa hiilimolekyylien läsnäolo.

[3] Muita sisemmän aurinkokunnan kappaleita on aikaisemmin havaittu aurinkokunnan ulko-osissa, mutta tämä on ensimmäinen hiilipitoinen asteroidi, joka on löydetty Kuiperin vyöhykkeessä, kaukana kotoaan.

Lisätietoa

Tätä tutkimusta on esitelty tutkimusjulkaisussa "2004 EW95: A Phyllosilicate-bearing Carbonaceous Asteroid in the Kuiper Belt", jonka kirjoittivat T. Seccull et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjassa The Astrophysical Journal Letters.

Tutkimusryhmään kuuluvat Tom Seccull (Astrophysics Research Centre, Queen’s University Belfast, Iso-Britannia), Wesley C. Fraser (Astrophysics Research Centre, Queen’s University Belfast, Iso-Britannia) , Thomas H. Puzia (Astrofysiikan laitos, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), Michael E. Brown (Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, USA) ja Frederik Schönebeck (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Saksa).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja ylivoimaisesti maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta, joiden lisäksi Chile toimii laitteistojen sijoitusmaana ja Australia strategisena kumppanina. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla VLT-teleskooppi (Very Large Telescope) ja siihen liittyvä, maailmanlaajuisesti johtava VLTI-interferometri, sekä kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja VST-teleskooppi näkyvän valon aallonpituuksilla. ESO on myös merkittävä kumppani kahdessa Chajnantorin laitteistossa, APEX-teleskoopissa ja ALMA-teleskoopissa, joka on maailman suurin tähtitieteellinen projekti. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista ELT-teleskooppia (Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Valokuvia VLT-teleskoopista

Yhteystiedot

Tom Seccull
Postgraduate Research Student — Queen's University, Belfast
Belfast, United Kingdom
Puh.: +44 2890 973091
Sähköposti: tseccull01@qub.ac.uk

Wesley C. Fraser
Lecturer — Queen’s University, Belfast
Belfast, United Kingdom
Puh.: +44 28 9097 1084
Sähköposti: wes.fraser@qub.ac.uk

Thomas H. Puzia
Professor — Institute of Astrophysics, Pontificia Universidad Catolica
Santiago, Chile
Puh.: +56-2 2354 1645
Sähköposti: tpuzia@astro.puc.cl

Calum Turner
ESO Assistant Public Information Officer
Garching bei München Puh.: +49 89 3200 6670
Sähköposti: calum.turner@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media