Persbericht

Lutetia: een zeldzaam overblijfsel van de geboorte van de aarde

11 november 2011

Nieuwe waarnemingen wijzen erop dat de planetoïde Lutetia een overgebleven restant is van hetzelfde oermateriaal waaruit de aarde, Venus en Mercurius zijn ontstaan. Astronomen hebben gegevens van ESA’s ruimtesonde Rosetta, ESO’s New Technology Telescope en NASA-telescopen verzameld. Daarbij ontdekten zij dat de eigenschappen van de planetoïde sterke overeenkomsten vertonen met die van een zeldzaam soort meteorieten dat op aarde wordt gevonden, en waarvan wordt gedacht dat ze in het binnenste deel van het zonnestelsel zijn ontstaan. Lutetia moet op enig moment naar haar huidige locatie in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter zijn gemigreerd.

Een team astronomen van Franse en Noord-Amerikaanse universiteiten heeft de ongewone planetoïde Lutetia op allerlei golflengten [1] gedetailleerd onderzocht om haar samenstelling te kunnen bepalen. Gegevens van de OSIRIS-camera van ESA’s ruimtesonde Rosetta [2], de New Technology Telescope (NTT) van de ESO-sterrenwacht op La Silla in Chili en NASA’s Infrared Telescope Facility op Hawaï en Spitzer-ruimtetelescoop zijn gecombineerd tot het meest volledige spectrum dat ooit van een planetoïde is verkregen [3].

Dit spectrum van Lutetia is vervolgens vergeleken met die van meteorieten die op aarde zijn gevonden en uitgebreid in laboratoria zijn geanalyseerd. Slechts één meteorietensoort – enstatietchondrieten – bleek eigenschappen te hebben die over het hele golflengtebereik met die van Lutetia overeenkomen.

Van enstatietchondrieten is bekend dat ze uit materiaal bestaan dat teruggaat tot de begintijd van het zonnestelsel. Gedacht wordt dat zij dicht in de buurt van de zon zijn ontstaan en een belangrijke rol hebben gespeeld bij de vorming van de rotsachtige planeten [4], meer specifiek de aarde, Venus en Mercurius [5]. Lutetia lijkt dus niet te zijn ontstaan in de planetoïdengordel, waar zij nu deel van uitmaakt, maar veel dichter bij de zon.

‘Maar hoe is Lutetia uit het binnenste deel van het zonnestelsel ontsnapt en in de planetoïdengordel terechtgekomen?’, vraagt Pierre Vernazza (ESO), hoofdauteur van het onderzoeksartikel dat in het tijdschrift Icarus verschijnt.

Astronomen schatten dat minder dan twee procent van de objecten in het gebied waar de aarde ontstond uiteindelijk in de planetoïdengordel zijn terechtgekomen. De meeste objecten in het binnenste deel van het zonnestelsel waren na een paar miljoen jaar verdwenen, doordat zij door de jonge planeten-in-wording waren opgenomen. Maar enkele van de grootste, met afmetingen van ongeveer honderd kilometer of meer, wisten veiligere banen op grotere afstand van de zon te bereiken.

De ongeveer honderd kilometer grote planetoïde Lutetia is wellicht uit het binnenste deel van het jonge zonnestelsel geslingerd nadat zij vlak langs een van de planeten is gescheerd, waardoor haar omloopbaan sterk veranderde [6]. Ook een ontmoeting met de jonge planeet Jupiter, die bezig was naar zijn huidige baan te migreren, kan de grote verandering in de baan van Lutetia verklaren [7].

‘We denken dat Lutetia op een dergelijke manier is verdreven. Na een zwerftocht belandde zij uiteindelijk in de planetoïdengordel, waar zij vier miljard jaar intact is gebleven,’ vervolgt Vernazza.

Eerdere onderzoeken van haar kleur en oppervlakte-eigenschappen lieten zien dat Lutetia een zeer ongewoon en nogal raadselachtig lid van de planetoïdengordel is. Soortgelijke planetoïden zijn uitermate schaars en vertegenwoordigen minder dan één procent van de populatie van de planetoïdengordel. Het nieuwe onderzoek verklaart waarom Lutetia zo anders is: ze is een van de weinige overblijfselen van het materiaal waaruit de rotsachtige planeten zijn ontstaan.

‘Van de zeer weinige overblijfselen van dat materiaal in de planetoïdengordel lijkt Lutetia de grootste te zijn. Om die reden vormen planetoïden als Lutetia ideale doelwitten voor een toekomstige ruimtemissie die bodemmonsters ophaalt. We zouden het ontstaan van de rotsachtige planeten waartoe onze aarde behoort dan gedetailleerd kunnen onderzoeken,’ besluit Vernazza.

Noten

[1] Het elektromagnetische spectrum omvat het complete golflengtebereik van de verschillende soorten elektromagnetische straling. Zichtbaar licht is de bekendste soort, maar er zijn nog vele andere. Veel van deze soorten straling, zoals radiogolven, microgolven, infrarood en ultraviolet licht en röntgenstraling, worden in ons dagelijks leven gebruikt.

[2] De ruimtesonde Rosetta, die op weg is naar komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, vloog op 10 juli 2010 langs Lutetia.

[3] Rosetta’s camera OSIRIS verschafte gegevens in het ultraviolet, ESO’s NTT bekeek de planetoïde in zichtbaar licht, en NASA’s Infrared Telescope Facility op Hawaï en Spitzer-ruimtetelescoop verzamelden gegevens in respectievelijk het nabij-infrarood en midden-infrarood.

[4] De enstatietchondrieten (E-chondrieten) vormen een unieke klasse van meteorieten die slechts ongeveer twee procent van alle gevonden meteorieten omvat. De bijzondere minerale en chemische samenstelling van de E-chondrieten is in overeenstemming met een vorming op betrekkelijk kleine afstand van de zon. Ook isotopenonderzoek (van zuurstof, stikstof, ruthenium, chroom en titanium) ondersteunt dit: E-chondrieten zijn de enige chondrieten die dezelfde isotopensamenstelling hebben als het aarde-maansysteem. Dit wijst er sterk op dat de aarde is opgebouwd uit enstatietchondrietachtige materialen en dat de E-chondrieten op ongeveer dezelfde afstand van de zon zijn gevormd als de aarde.

Daarnaast is onlangs aangetoond dat ook de bijzondere en voorheen onverklaarbare samenstelling van Mercurius kan worden verklaard door ervan uit te gaan dat deze planeet grotendeels uit enstatietchondrietachtige objecten is opgebouwd.

[5] Hoewel ze allemaal uit soortgelijk materiaal zijn ontstaan, is het nog een raadsel waarom de drie binnenste planeten zo verschillend zijn.

[6] Dit proces lijkt sterk op de methode die wordt gebruikt om een ruimtesonde van richting en snelheid te laten veranderen door hem rakelings langs een planeet te laten scheren.

[7] Sommige astronomen denken dat deze gasreus zich in de begindagen van het zonnestelsel dichter bij de zon bevond en pas later naar zijn huidige positie is gemigreerd. De sterke zwaartekrachtsaantrekking van Jupiter zou daarbij een ravage hebben veroorzaakt in de omloopbanen van andere objecten in het binnenste deel van het zonnestelsel.

Meer informatie

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘Asteroid (21) Lutetia as a remnant of Earth’s precursor planetesimals’, dat in het tijdschrift Icarus verschijnt.

Het onderzoeksteam bestaat uit P. Vernazza (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), Frankrijk; European Southern Observatory, Duitsland), P. Lamy (LAM, Frankrijk), O. Groussin (LAM, Frankrijk), T. Hiroi (Department of Geological Sciences, Brown University, VS), L. Jorda(LAM, Frankrijk), P.L. King (Institute for Meteoritics, University of New Mexico,VS), M.R.M. Izawa (Department of Earth Sciences, University of Western Ontario, Canada), F. Marchis (Carl Sagan Center/SETI Institute, VS; IMCCE, Observatoire de Paris (OBSPM), Frankrijk), M. Birlan (IMCCE, OBSPM, Frankrijk), R. Brunetto (Institut d'Astrophysique Spatiale, CNRS, Frankrijk).

ESO, de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, is de belangrijkste intergouvernementele sterrenkundeorganisatie in Europa, en het meest productieve astronomische observatorium ter wereld. Zij wordt ondersteund door vijftien landen: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerp, de bouw en het beheer van krachtige grondobservatoria die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. ESO speelt ook een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op sterrenkundig gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen: VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die uitsluitend is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. Ook is ESO de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste sterrenkundige project van dit moment. Daarnaast bereidt ESO momenteel de bouw voor van de Europese Extremely Large optische/nabij-infrarood Telescope (E-ELT), een telescoop van de 40-meterklasse die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

• Onderzoeksartikel: ‘Asteroid (21) Lutetia as a remnant of Earth’s precursor planetesimals’ 
• Foto’s van La Silla
• Meer informatie over Rosetta

Contact

Pierre Vernazza
ESO, Astronomer
Garching bei München,, Germany
E-mail: pvernazz@eso.org

Philippe Lamy
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Directeur de Recherche
Marseille, France
Tel: +33 49 105 5932
E-mail: philippe.lamy@oamp.fr

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobiel: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media