eso2113ru — Фото-релиз

В ESO получены лучшие на сегодняшний день изображения необычного астероида в форме “собачьей косточки”

9 сентября 2021 г.

Группа астрономов на Очень Большом телескопе VLT Европейской Южной обсерватории (ESO) получила самое чёткое и детальное на сегодняшний день изображение астероида Клеопатра. Наблюдения позволили с большей, чем прежде, точностью определить границы формы и массы необычного астероида, напоминающего очертаниями собачью косточку. Исследование проливает свет на то, как образовались этот астероид и два его спутника.

Клеопатра – поистине уникальный объект в Солнечной системе”, — говорит Франк Марши (Franck Marchis), астроном из Института SETI в Маунтин Вью, в США, являющийся также сотрудником Астрофизической лаборатории в Марселе, во Франции. Франк – руководитель исследований астероида, имеющего необычную форму и два спутника; результаты этой работы сегодня публикуются в журнале «Astronomy & Astrophysics». “В науке часто бывает, что изучение странных исключений из правил приводит к значительному прогрессу. Я думаю, с Клеопатрой дело обстоит именно так. Изучение этой сложной кратной системы астероидов может помочь нам узнать больше о Солнечной системе в целом.

Орбита Клеопатры лежит в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Астрономы прозвали этот астероид «собачьей косточкой» после того, как около 20 лет назад радарные наблюдения показали, что его форма образована двумя округлостями, соединёнными толстой «шейкой». В 2008 г. Марши и его сотрудники обнаружили, что вокруг Клеопатры обращаются две «луны», названные Алекс-Гелиосом и Клео-Селеной – в честь детей египетской царицы.

Чтобы узнать больше о Клеопатре, Марши и его группа воспользовались снимками астероида, полученными в разное время между 2017 и 2019 гг. спектрополяриметром для высококонтрастных исследований экзопланет SPHERE, смонтированным на телескопе ESO VLT. Так как астероид вращается, эти снимки позволили наблюдать его под разными углами; на основе полученного материала были построены наиболее точные на сегодняшний день трехмерные модели формы астероида. Из этих моделей были выведены ограничения на форму «косточки» и на объем астероида: оказалось, что один из округлых концов больше другого, а длина астероида равна примерно 270 километров – около половины ширины пролива Ламанш.

Во второй работе, тоже публикуемой в журнале «Astronomy & Astrophysics» и выполненной под руководством Мирослава Брожа (Miroslav Brož) из Карлового университета в Праге, в Чешской республике, исследователи сообщают, как наблюдения с приёмником SPHERE позволили им точнее определить орбиты двух спутников Клеопатры. Предыдущие исследования дали оценки параметров их орбит, однако, новые наблюдения на телескопе ESO VLT показали, что истинные положения «лун» отличаются от предвычисленных на основании этих оценок.

С этим вопросом надо было разобраться”, — говорит Брож. “Ведь если орбиты спутников определены неверно, то неверно и всё остальное, в том числе и масса Клеопатры”. На основе новых наблюдений и изощрённого моделирования группа сумела точно описать влияние гравитации Клеопатры на движения её спутников и определить сложные орбиты Алекс-Гелиоса и Клео-Селены. Это позволило астрономам вычислить массу астероида, которая оказалась на 35% ниже предыдущих оценок.

Объединив новые оценки объёма и массы астероида, астрономы сумели вычислить новое значение его плотности. Она оказалась меньше половины плотности железа – ниже, чем считалось прежде [1]. Низкая плотность Клеопатры, при том, что астероид предположительно имеет металлический состав, указывает на его пористую структуру – возможно, он мало чем отличается от «кучи булыжников». Это означает, что астероид, вероятно, образовался посредством повторной аккумуляции материала после гигантского столкновения.

Пористая структура Клеопатры и характер вращения астероида указывают и на возможный способ образования двух его спутников. Астероид вращается почти с критической скоростью, выше которой он уже начал бы разваливаться на части, и даже малые удары могут отрывать мелкие фрагменты от его поверхности. Марши и его коллеги считают, что из таких обломков и могли постепенно образоваться Алекс-Гелиос и Клео-Селена. Выходит, что Клеопатра и вправду породила свои «луны».

Новые изображения Клеопатры и далеко идущие выводы, которые из этих наблюдений вытекают, стали возможными только благодаря сверхсовременной системе адаптивной оптики, используемой на телескопе ESO VLT в чилийской пустыне Атакама. Адаптивная оптика помогает корректировать искажения изображений, вызываемые земной атмосферой — их размывание и смещения, которые представляются нашему глазу как мерцания и дрожания звёзд. Благодаря этой коррекции приёмник SPHERE смог построить изображение Клеопатры, которая в момент наибольшего сближения с Землёй отстоит от неё на 200 миллионов километров — на таком расстоянии видимый угловой размер астероида на небе такой же, как у мяча для гольфа на расстоянии в 40 километров.

Строящийся Чрезвычайно Большой телескоп ESO (ELT), который тоже будет оснащён совершенными системами адаптивной оптики, будет идеальным инструментом для получения изображений удалённых астероидов, таких, как Клеопатра. “Я с огромным нетерпением жду возможности направить ELT на Клеопатру, чтобы поискать вокруг неё новые спутники и определить их орбиты”, — говорит Марши.

Примечания

[1] Заново определённая плотность астероида составляет 3,4 грамма в кубическом сантиметре. Прежде считалось, что средняя плотность Клеопатры около 4,5 грамма в кубическом сантиметре.

Узнать больше

Результаты этого исследования, основанного на наблюдениях с приёмником SPHERE на телескопе ESO VLT (руководитель наблюдений: Пьер Вернацца (Pierre Vernazza)), представлены в двух статьях, которые публикуются в журнале «Astronomy & Astrophysics».

В состав коллектива авторов статьи “(216) Kleopatra, a low density critically rotating M-type asteroid” входят F. Marchis (SETI Institute, Carl Sagan Center, Mountain View, USA and Aix Marseille University, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, France [LAM]), L. Jorda (LAM), P. Vernazza (LAM), M. Brož (Institute of Astronomy, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, Prague, Czech Republic [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 and Université de Lille, France [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, Belgium [STAR]), S. Benseguane (LAM), E. Podlewska-Gaca (Faculty of Physics, Astronomical Observatory Institute, Adam Mickiewicz University, Poznan, Poland [UAM]), B. Carry (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, France [OCA]), A. Drouard (LAM), S. Fauvaud (Observatoire du Bois de Bardon, Taponnat, France [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, The Netherlands [ESTEC]​​), F. Colas (IMCCE), R. Fetick (LAM), T. Fusco (LAM and The French Aerospace Lab BP72, Chatillon Cedex, France [ONERA]​​), J. Grice (OCA and School of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, UK [OU]), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (Laboratoire Atmosphères, Milieux et Observations Spatiales, CNRS [CRNS] and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, Guyancourt, France [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, Perú [PUCP]), T. Santana-Ros (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, Spain [UA] and Institut de Ciéncies del Cosmos, Universitat de Barcelona, Spain [UB]), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC), и B. Yang (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO]).

Коллектив авторов статьи “An advanced multipole model for (216) Kleopatra triple system”: M. Brož (CU), F. Marchis (SETI and 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 and 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 and ONERA), J. Grice (OCA and OU), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (CNRS and UVSQ), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE and PUCP), T. Santana-Ros (UA and UB), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC), и B. Yang (ESO).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, намного обгоняющая по продуктивности другие наземные астрономические обсерватории мира. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Ирландия, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралия, являющаяся ее стратегическим партнером. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого Телескопа-Интерферометра VLTI, и два крупнейших широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). Кроме того, на Паранале ESO на правах партнера предоставила место для установки Южной Решетки черенковских телескопов (Cherenkov Telescope Array South), крупнейшей в мире и рекордной по чувствительности гамма-обсерватории. ESO также является одним из основных партнеров по эксплуатации двух инструментов субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: телескопа APEX и крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо». 

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-9112122130
Сотовый: +7-9112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

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

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

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

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6670
Сотовый: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso2113.

О релизе

Релиз №:eso2113ru
Название:(216) Kleopatra
Тип:Solar System : Interplanetary Body : Asteroid
Facility:Very Large Telescope
Instruments:SPHERE
Science data:2021A&A...653A..57M
2021A&A...653A..56B

Изображения

Астероид Клеопатра под разными углами
Астероид Клеопатра под разными углами
Астероид Клеопатра под разными углами (аннотировано)
Астероид Клеопатра под разными углами (аннотировано)
Сравнение размеров астероида Клеопатра и северной Италии
Сравнение размеров астероида Клеопатра и северной Италии
Сравнение размеров астероида Клеопатра и Чили
Сравнение размеров астероида Клеопатра и Чили
Обработанный кадр, полученный приёмником SPHERE, на котором отмечены спутники Клеопатры
Обработанный кадр, полученный приёмником SPHERE, на котором отмечены спутники Клеопатры

Видео

Положение Клеопатры в Солнечной системе
Положение Клеопатры в Солнечной системе