Pressmeddelande

En asteroids anatomi

5 februari 2014

ESO:s teleskop NTT (New Technology Telescope) har använts för att hitta de första bevisen för att asteroider kan ha en mycket varierad inre struktur. Med hjälp av oerhört precisa mätningar har astronomer upptäckt att de olika delarna av asteroiden Itokawa har olika täthet. Kunskap om vad som finns under en asteroids yta avslöjar inte bara hemligheter om hur den har bildats. Den berättar även om vad som händer när himlakroppar kolliderar i solsystemet, och ger på så sätt ledtrådar om hur planeter bildas.

Med mycket noggranna markbaserade observationer har ett forskarteam lett av Stephen Lowry vid University of Kent, Storbritannien, mätt upp hur snabbt den jordnära asteroiden (25143) Itokawa snurrar och hur rotationshastigheten ändrar sig över tid. De har kombinerat de känsliga observationerna med nya teoretiska studier om hur asteroider ger ifrån sig värmestrålning.

Den här lilla asteroiden är ett underligt objekt eftersom den är jordnötsformad, något som upptäcktes 2005 av den japanska rymdfarkosten Hayabusa. För att sondera dess inre struktur använde sig Lowrys team av bilder som samlats in mellan 2001 och 2013, bland annat av ESO:s New Technology Telescope (NTT) vid La Silla-observatoriet i Chile [1]. Observationerna gjordes för att mäta variationerna i ljusstyrka när asteroiden roterar, data som sedan kunde användas för att mycket noggrant bestämma dess rotationstid samt rotationstidens förändringstakt. När de kombinerade detta med information om asteroidens form kunde de utforska dess inre, något som för första gången visade hur komplex dess kärna är [2].

– Det här är första gången som vi har kunnat fastslå hur det ser ut inuti en asteroid. Vi kan se att Itokawa har en mycket omväxlande struktur. Den här upptäckten är ett långt steg framåt i vår förståelse av steniga himlakroppar i solsystemet, säger Stephen Lowry.

Asteroiders och andra små himlakroppars rotation kan påverkas av solljus. Detta fenomen kallas Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack-effekten (YORP-effekten), och inträffar när solljus som absorberats av himlakroppen återutsänds som värmestrålning från dess yta. Om asteroiden har en väldigt oregelbunden form kommer denna strålning att sändas ut i ett ojämnt mönster. Detta skapar ett litet men stabilt vridmoment på kroppen som får den att ändra sin rotationshastighet [3], [4].

Lowrys team uppmätte att YORP-effekten långsamt ökade Itokawas rotationshastighet. Skillnaden i rotationstid är mycket låg, endast 0,045 sekunder per år. Men detta värde avvek kraftigt från vad man väntat sig, något som bara kan förklaras genom att de två delarna av asteroidens jordnötsform har olika densitet.

Det här är första gången som astronomer har hittat bevis för en kraftig variation hos den inre strukturen i en asteroid. Fram tills nu har man bara kunnat dra slutsatser om asteroiders inre genom att använda grova densitetsuppskattningar för hela himlakroppen. Denna sällsynta glimt av Itokawas varierande innanmäten har lett till en hel del spekulationer om dess uppkomst. En möjlighet är att den bildats av ett asteroidpar som stött emot varandra och sammanfogats.

– Upptäckten att asteroider inte är homogena inuti har långtgående följder, i synnerhet för modeller av hur asteroidpar bildas. Det kan också bli användbart i projekt som ska minska risken för asteroidkollisioner med jorden, eller för när man ska planera framtida resor till dessa steniga himlakroppar, säger Lowry.

Den här nya möjligheten för att undersöka en asteroids inre är ett tydligt steg framåt som kan hjälpa oss att avslöja många hemligheter hos dessa mystiska objekt.

Noter

[1] Utöver ljusstyrkemätningar från NTT användes även mätningar från följande teleskop i detta arbete: Palomar-observatoriets 1,5-metersteleskop (Kalifornien, USA), Table Mountain-observatoriet (Kalifornien, USA), Steward-observatoriets 1,5-metersteleskop (Arizona, USA), Steward-observatoriets 2,3-meters Bokteleskop (Arizona, USA), 2-meters Liverpoolteleskopet (La Palma, Spanien), 2,5-meters Isaac Newton-teleskopet (La Palma, Spanien) och Palomarobservatoriets 5-meters Hale-teleskop (Kalifornien, USA).

[2] Innanmätets densitet varierade mellan 1,75 och 2,85 gram per kubikcentimeter. De två värdena hör till Itokawas två olika delar.

[3] Som en enkel och grov analogi på YORP-effekten: Om man skulle lysa med en tillräckligt stark ljusstråle på en propeller skulle den börja rotera långsamt på grund av en liknande effekt.

[4] Lowry och hans kollegor var de första som observerade effekten i praktiken. Det var hos en liten asteroid känd som 2000 PH5 (nu även känd som 54509 YORP, se eso0711). ESO-anläggningar spelade en viktig roll även i denna tidigare studie.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “The Internal Structure of Asteroid (25143) Itokawa as Revealed by Detection of YORP Spin-up” av Lowry m. fl., som kommer att publiceras i tidsskriften Astronomy & Astrophysics.

Teamet består av S. C. Lowry (Centre for Astrophysics and Planetary Science, School of Physical Sciences (SEPnet), University of Kent, Storbritannien), P. R. Weissman (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, USA [JPL]), S. R. Duddy (Centre for Astrophysics and Planetary Science, School of Physical Sciences (SEPnet), University of Kent, Storbritannien), B. Rozitis (Planetary and Space Sciences, Department of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, Storbritannien), A. Fitzsimmons (Astrophysics Research Centre, Queen's University Belfast, Belfast, Storbritannien), S. F. Green (Planetary and Space Sciences, Department of Physical Sciences, Open University, Milton Keynes, Storbritannien), M. D. Hicks (JPL), C. Snodgrass (Max Planck-institutet för solsystemsforskning, Katlenburg-Lindau, Tyskland), S. D. Wolters (JPL), S. R. Chesley (JPL), J. Pittichová (JPL) och P. van Oers (Isaac Newton Group of Telescopes, Kanarieöarna, Spanien).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln
• Foton på NTT

Kontakter

Stephen C. Lowry
The University of Kent
Canterbury, United Kingdom
Tel: +44 1227 823584
E-post: s.c.lowry@kent.ac.uk

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Katie Scoggins
Press Officer, Corporate Communications Office, University of Kent
Canterbury, United Kingdom
Tel: +44 1227 823581
E-post: K.Scoggins@kent.ac.uk

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1405 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.