eso2113nb — Pressemelding

ESO tar de beste bildene så langt av den særegne «hundebein»-asteroiden

9. september 2021

Ved hjelp av European Southern Observatorys Very Large Telescope (ESOs VLT) har et team av astronomer tatt de skarpeste og mest detaljerte bildene av asteroiden Kleopatra så langt. Observasjonene har gjort det mulig for teamet å begrense formen og massen til denne særegne asteroiden, som ligner et hundebein, til en høyere nøyaktighet enn noen gang før. Forskningen deres gir ledetråder om hvordan denne asteroiden og de to månene som kretset rundt den, ble dannet.

«Kleopatra er virkelig et unikt legeme i solsystemet vårt», sier Franck Marchis, en astronom ved SETI Institute i Mountain View i USA og ved Laboratoire d'Astrophysique de Marseille i Frankrike. Han ledet en studie av asteroiden – som har måner og en uvanlig form – publisert i dag i Astronomy & Astrophysics. «Vitenskap gjør store fremskritt takket være studier av rare utskudd. Jeg tror Kleopatra er en av dem og det å forstå dette komplekse, fler-asteroide-systemet kan hjelpe oss med å lære mer om solsystemet vårt.»

Kleopatra går i bane rundt Sola i asteroidebeltet mellom Mars og Jupiter. Astronomer har kalt det en «hundebein-asteroide» helt siden radarobservasjoner av den for rundt 20 år siden avslørte at den er avlang, bestående av to sammenkoblede «klumper». I 2008 oppdaget Marchis og hans kolleger at Kleopatra har to måner i bane rundt seg, kalt AlexHelios og CleoSelene, etter den egyptiske dronningens barn.

For å finne ut mer om Kleopatra, brukte Marchis og teamet hans øyeblikksbilder av asteroiden tatt på forskjellige tidspunkter mellom 2017 og 2019 med instrumentet Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) på ESOs VLT. Ettersom asteroiden roterte, kunne de se den fra forskjellige vinkler og lage de mest nøyaktige 3D-modellene av dens form til dags dato. De begrenset asteroidens hundebeinform og volum og fant at en av «klumpene» er større enn den andre, og bestemte at asteroiden var omtrent 270 kilometer lang.

I en annen studie, også publisert i Astronomy & Astrophysics og ledet av Miroslav Brož ved Charles University i Praha i Tsjekkia, rapporterte teamet hvordan de brukte SPHERE-observasjonene for å finne banene til Kleopatras to måner. Tidligere studier hadde estimert banene, men de nye observasjonene med ESOs VLT viste at månene ikke var der de eldre dataene spådde dem å være.

«Dette måtte løses», forteller Brož. «Fordi hvis månenes baner var feil, var alt galt, inkludert Kleopatra-massen.» Takket være de nye observasjonene og sofistikerte modelleringer, klarte teamet å presist beskrive hvordan Kleopatras tyngdekraft påvirker månenes bevegelser og å bestemme de komplekse banene til månene. Dette tillot dem å beregne asteroidens masse, som de fant til å være 35 % lavere enn tidligere estimater.

Ved å kombinere de nye estimatene for volum og masse, var astronomer i stand til å beregne en ny verdi for asteroidens tetthet, som med mindre enn halvparten av jernets tetthet, viste seg å være lavere enn tidligere antatt [1]. Den lave tettheten til Kleopatra, som antas å ha en metallisk sammensetning, antyder at den har en porøs struktur og den er en bygd opp av en haug av «klumper». Dette betyr at asteroiden sannsynligvis ble dannet når materiale ble akkumulert på nytt etter et gigantisk sammenstøt.

Kleopatras sammensetning og måten den roterer på gir også indikasjoner på hvordan dens to måner kunne ha bli dannet. Asteroiden roterer nesten med en kritisk hastighet. Over denne hastigheten vil den begynne å falle fra hverandre, og selv små nedslag kan fjerne småstein fra overflaten. Marchis og teamet hans tror at disse småsteinene senere kunne ha dannet AlexHelios og CleoSelene, noe som betyr at Kleopatra virkelig har født sine egne måner.

De nye bildene av Kleopatra og innsikten de gir, er bare mulig takket være et av de avanserte adaptive optikk-systemene som brukes på ESOs VLT, som ligger i Atacama-ørkenen i Chile. Adaptiv optikk hjelper til med å korrigere forvrengninger forårsaket av Jordas atmosfære som får objekter til å virke uskarpe – den samme effekten som får stjerner sett fra Jorda til å blinke. Takket være slike korreksjoner var SPHERE i stand til å se Kleopatra – som ligger 200 millioner kilometer fra Jorda på sitt nærmeste – selv om den tilsynelatende størrelsen på himmelen tilsvarer størrelsen på en golfball omtrent 40 kilometer unna.

ESOs kommende Extremely Large Telescope (ELT), med sine avanserte adaptive optiske systemer, vil være ideell for avbildning av fjerne asteroider som Kleopatra. «Jeg kan ikke vente med å rette ELT mot Kleopatra for å se om det er flere måner og finjustere banene deres for å oppdage små endringer», legger Marchis til.

Fotnoter

[1] Den nylig beregnede tettheten er 3,4 gram per kubikkcentimeter, mens Kleopatra tidligere ble antatt å ha en gjennomsnittlig tetthet på omtrent 4,5 gram per kubikkcentimeter.

Mer informasjon

Denne forskningen, basert på observasjoner med SPHERE på ESOs VLT (Principal Investigator: Pierre Vernazza), ble presentert i to artikler som kommer i Astronomy & Astrophysics.

Teamet bak artikkelen «(216) Kleopatra, a low density critically rotating M-type asteroid» består av: F. Marchis (SETI Institute, Carl Sagan Center, Mountain View, USA og Aix Marseille University, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Frankrike [LAM]), L. Jorda (LAM), P. Vernazza (LAM), M. Brož (Institute of Astronomy, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, Prague, Tsjekkia [CU]), J. Hanuš (CU), M. Ferrais (LAM), F. Vachier (Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC University Paris 06 og Université de Lille, Frankrike[IMCCE]), N. Rambaux (IMCCE), M. Marsset (Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, MIT, Cambridge, USA [MIT]), M. Viikinkoski (Mathematics & Statistics, Tampere University, Finland [TAU]), E. Jehin (Space sciences, Technologies and Astrophysics Research Institute, Université de Liège, Belgia [STAR]), S. Benseguane (LAM), E. Podlewska-Gaca (Faculty of Physics, Astronomical Observatory Institute, Adam Mickiewicz University, Poznan, Polen [UAM]), B. Carry (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Frankrike [OCA]), A. Drouard (LAM), S. Fauvaud (Observatoire du Bois de Bardon, Taponnat, Frankrike [OBB]), M. Birlan (IMCCE and Astronomical Institute of Romanian Academy, Bucharest, Romania [AIRA]), J. Berthier (IMCCE), P. Bartczak (UAM), C. Dumas (Thirty Meter Telescope, Pasadena, USA [TMT]), G. Dudziński (UAM), J. Ďurech (CU), J. Castillo-Rogez (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena,USA [JPL]), F. Cipriani (European Space Agency, ESTEC - Scientific Support Office, Noordwijk, Nederland [ESTEC]), F. Colas (IMCCE), R. Fetick (LAM), T. Fusco (LAM and The French Aerospace Lab BP72, Chatillon Cedex, Frankrike [ONERA]), J. Grice (OCA and School of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, Storbritannia [OU]), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (Laboratoire Atmosphères, Milieux et Observations Spatiales, CNRS [CRNS] and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, Guyancourt, Frankrike [UVSQ]), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE and Sección Física, Departamento de Ciencias, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Peru [PUCP]), T. Santana-Ros (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, Spania [UA] og Institut de Ciéncies del Cosmos, Universitat de Barcelona, Spania [UB]), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC), og B. Yang (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO]).

Teamet bak artikkelen «An advanced multipole model for (216) Kleopatra triple system» består av: M. Brož (CU), F. Marchis (SETI og LAM), L. Jorda (LAM), J. Hanuš (CU), P. Vernazza (LAM), M. Ferrais (LAM), F. Vachier (IMCCE), N. Rambaux (IMCCE), M. Marsset (MIT), M. Viikinkoski (TAU), E. Jehin (STAR), S. Benseguane (LAM), E. Podlewska-Gaca (UAM), B. Carry (OCA), A. Drouard (LAM), S. Fauvaud (OBB), M. Birlan (IMCCE og AIRA), J. Berthier (IMCCE), P. Bartczak (UAM), C. Dumas (TMT), G. Dudziński (UAM), J. Ďurech (CU), J. Castillo-Rogez (JPL), F. Cipriani (ESTEC), F. Colas (IMCCE), R. Fetick (LAM), T. Fusco (LAM og ONERA), J. Grice (OCA and OU), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (CNRS og UVSQ), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE og PUCP), T. Santana-Ros (UA and UB), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC), og B. Yang (ESO).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile og med Australia som en strategisk partner. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope og det verdensledende Very Large Telescope Interferometer, samt de to kartleggingsteleskopene VISTA som observerer i infrarødt og VLT Survey Telescope som observerer i synlig lys. ESO er også en viktig partner i to fasiliteter ved Chajnantor, APEX og ALMA, som er nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge Extremely Large Telescope (ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som ser opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Franck Marchis
SETI Institute and Laboratoire d’Astrophysique de Marseille
Mountain View and Marseille, France and USA
Mob.: +1-510-599-0604
E-post: fmarchis@seti.org

Miroslav Brož
Charles University
Prague, Czech Republic
E-post: mira@sirrah.troja.mff.cuni.cz

Pierre Vernazza
Laboratoire d’Astrophysique de Marseille
Marseille, France
Tlf.: +33 4 91 05 59 11
E-post: pierre.vernazza@lam.fr

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6670
Mob.: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso2113 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso2113nb
Navn:(216) Kleopatra
Type:Solar System : Interplanetary Body : Asteroid
Facility:Very Large Telescope
Instruments:SPHERE
Science data:2021A&A...653A..57M
2021A&A...653A..56B

Bilder

Asteroiden Kleopatra fra forskjellige vinkler
Asteroiden Kleopatra fra forskjellige vinkler
Asteroiden Kleopatra fra forskjellige vinkler (annotert)
Asteroiden Kleopatra fra forskjellige vinkler (annotert)
Størrelsessammenligning av asteroiden Kleopatra med Nord-Italia
Størrelsessammenligning av asteroiden Kleopatra med Nord-Italia
Størrelsessammenligning av asteroiden Kleopatra med Chile
Størrelsessammenligning av asteroiden Kleopatra med Chile
SPHERE-bilde som viser månene rundt Kleopatra
SPHERE-bilde som viser månene rundt Kleopatra

Videoer

Kleopatras plassering i solsystemet
Kleopatras plassering i solsystemet