Ilustrasi artis mengenai asteroid binari Patroclus (tengah) dan Menoetius. Kredit gambar: W.M. Balai Cerap Keck. Klik untuk membesarkan
Sepasang komet berais yang mirip dengan bola salji kotor yang melingkar di luar orbit Neptunus telah ditemukan bersembunyi di bawah bayangan Musytari.
Ahli astronomi di University of California, Berkeley, bekerjasama dengan rakan sekerja di Perancis dan di Keck Telescope di Hawaii, telah mengira ketumpatan sistem asteroid binari yang diketahui yang berkongsi orbit Musytari, dan menyimpulkan bahawa Patroclus dan rakannya mungkin terdiri daripada kebanyakan air ais diliputi oleh patina kotoran.
Kerana bola salji yang kotor dianggap terbentuk di bahagian luar sistem suria, dari mana ia kadang-kadang dilepaskan dan akhirnya melingkar lebih dekat ke matahari sebagai komet, pasukan menunjukkan bahawa asteroid mungkin terbentuk jauh dari matahari. Kemungkinan besar ia ditangkap di salah satu titik Trojan Musytari - dua edisi di mana serpihan terkumpul di orbit Musytari - dalam tempoh ketika sistem suria dalaman dibombardir oleh komet, sekitar 650 juta tahun setelah pembentukan sistem suria.
Sekiranya disahkan, ini bererti bahawa banyak atau sebahagian besar dari ribuan asteroid Trojan Musytari adalah bola salji kotor yang berasal lebih jauh dari matahari dan pada masa yang sama dengan objek yang kini menempati Sabuk Kuiper.
"Ini adalah kecurigaan kami bahawa Trojan adalah benda kecil Kuiper Belt," kata pemimpin kajian Franck Marchis, ahli astronomi penyelidikan di UC Berkeley.
Marchis dan rakan-rakan dari Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et Calculs d '?? bf? Ph ?? bf? M ?? bf? Rides (IMCCE) di Observatoire de Paris dan dari WM Keck Observatory melaporkan penemuan mereka dalam terbitan Nature pada 2 Februari.
Kesimpulan pasukan menambah sokongan kepada hipotesis baru-baru ini mengenai evolusi orbit planet terbesar sistem suria kita, Musytari, Saturnus, Uranus dan Neptunus, yang dikemukakan oleh sekumpulan penyelidik yang diketuai oleh Alessandro Morbidelli, seorang ahli astronomi teori dengan Conseil National de makmal la Recherche Scientifique dari Observatoire de la Cote dAzur, Nice, Perancis.
Rajah asteroid 617 Patroclus dan rakannya dalam sistem suria
Dalam sebuah makalah Nature tahun lalu, Morbidelli dan rakan-rakannya mengemukakan bahawa komet berais akan ditangkap di titik-titik Trojan Musytari semasa sejarah awal sistem suria. Menurut senario mereka, selama beberapa ratus juta tahun pertama setelah kelahiran sistem suria, planet gas besar mengorbit lebih dekat ke matahari, menyelimuti awan berbilion-bilion asteroid besar yang disebut planetesimals, mungkin 100 kilometer (62 mil) di diameter atau kurang. Interaksi dengan planet-planet ini menyebabkan planet-planet gas besar berpindah ke luar hingga kira-kira 3,9 miliar tahun yang lalu, ketika Musytari dan Saturnus memasuki orbit resonan dan mula melemparkan planet-planet seperti confetti, beberapa di antaranya meninggalkan tata surya dengan baik.
Sebilangan besar planet yang tinggal tinggal di orbit di luar Neptunus - Kuiper Belt hari ini dan sumber komet jangka pendek - tetapi sebilangan kecil ditangkap dalam edisi Trojan dari planet raksasa, khususnya Musytari.
"Ini adalah kali pertama seseorang menentukan secara langsung ketumpatan asteroid Trojan, dan ia menyokong senario baru yang diusulkan oleh Morbidelli," kata pengarang bersama Daniel Hestroffer, seorang astronom di IMCEE. "Asteroid ini akan ditangkap di titik-titik Trojan pada saat planet-planet berbatu masih terbentuk, dan gangguan planet ini menyerupai sekitar 650 juta tahun setelah kelahiran sistem suria dapat menciptakan pengeboman akhir bulan dan Mars. . "
Walaupun Marchis menyebut senario itu sebagai "kisah yang bagus," dia mengakui bahawa masih banyak pekerjaan yang perlu dilakukan untuk memberikan sokongan untuknya.
"Kita perlu menemui lebih banyak Trojan binari dan memerhatikannya untuk melihat apakah ketumpatan rendah adalah ciri semua Trojan," katanya.
Trojan asteroid adalah yang terperangkap di apa yang disebut titik Lagrange orbit Musytari, yang terletak sama dari Jupiter dengan Musytari dari matahari - 5 unit astronomi, atau 465 juta batu. Titik-titik ini, yang satu mendahului dan yang lain mengekori Musytari, adalah tempat-tempat tarikan graviti matahari dan Musytari seimbang, yang membolehkan serpihan mengumpul seperti kelinci debu di sudut bilik. Ratusan asteroid telah dijumpai di titik-titik utama (L4) dan trailing (L5), masing-masing mengorbit di sekitar titik itu seolah-olah berada di eddy.
Asteroid 617 Patroclus, yang awalnya ditemui di L5 dan dinamakan pada tahun 1906, didapati mempunyai teman pada tahun 2001, dan setakat ini adalah satu-satunya binari Trojan yang diketahui. Penemu tidak dapat menganggarkan orbit komponen kerana pengamatannya terlalu sedikit.
Sebagai pemburu asteroid yang berpengalaman, Marchis dan rakan-rakannya pada bulan Ogos tahun ini menemui sistem asteroid tiga kali pertama, 87 Sylvia, yang jauh lebih dekat dengan matahari di tali pinggang asteroid utama antara Marikh dan Musytari, dan menggunakan teleskop 8-meter di Selatan Eropah yang kuat Teleskop Observatorium Sangat Besar di Chile untuk mengkaji ketiga-tiga objek tersebut. Mereka dapat memetakan orbit asteroid untuk mengira ketumpatan Sylvia, dari mana mereka menyimpulkan bahawa itu adalah timbunan batu karang yang longgar dan penuh.
Pasukan Perancis dan Amerika mencuba teknik yang sama dengan Patroclus yang jauh lebih jauh, menggunakan data pengimejan dari Sistem Bintang Panduan Laser Keck II di Observatorium W. Keck di Mauna Kea, yang menghasilkan resolusi tajam yang mustahil dengan teleskop darat lainnya .
"Sebelum ini, kita hanya dapat melihat objek di dekat bintang rujukan yang terang, yang membatasi penggunaan optik adaptif kepada peratusan kecil dari langit," kata Marchis. "Sekarang, kita dapat menggunakan optik adaptif untuk melihat hampir semua titik di langit."
Sistem bintang panduan laser menggunakan sinar laser untuk membangkitkan atom natrium di tempat kecil di atmosfera atas. "Bintang" buatan ini digunakan untuk mengukur pergolakan atmosfera, yang kemudian dikeluarkan oleh cermin bergerak dari sistem optik adaptif Keck.
Dengan sistem yang memberikan resolusi 58 milliarcsecond yang tiada tandingannya, pasukan Keck membuat lima pemerhatian di inframerah antara November 2004 dan Julai 2005. Marchis dan rakan-rakannya menentukan bahawa kepadatan Patroclus dan rakannya, yang mempunyai ukuran dan bulatan yang sama di sekitarnya pusat jisim setiap 4,3 hari pada jarak 680 kilometer (423 batu), sangat rendah: 0,8 gram per sentimeter padu, kira-kira satu pertiga batu dan cukup ringan untuk mengapung di air. Dengan mengandaikan komposisi berbatu yang serupa dengan bulan Jupiter Callisto dan Ganymede, komponen sistem harus dikemas dengan sangat longgar - kira-kira separuh ruang kosong, ciri dalaman yang tidak diharapkan untuk sistem binari bersaiz sama, para penyelidik menyimpulkan .
Pasukan ini mencadangkan komposisi ais air yang lebih masuk akal dengan ruang terbuka hanya 15 peratus, yang menjadikan objek ini serupa dengan komet dan objek Kuiper Belt kecil, yang telah ditentukan mempunyai ketumpatan kurang dari air.
Marchis mengesyaki bahawa sistem binari terbentuk ketika satu asteroid besar terkoyak oleh tarikan graviti Jupiter.
"Sistem Patroclus menampilkan ciri-ciri yang serupa dengan Asteroid Bumi Dekat binari, yang dipercayai terbentuk semasa pertemuan dengan planet terestrial oleh pemecahan pasang surut," katanya. "Dalam kes asteroid Trojan, hanya ketika karya kolaborator kami diterbitkan baru-baru ini, kami dapat menunjukkan bahawa pertemuan ini dilakukan dengan Musytari."
Kerana di Homer Iliad, Patroclus adalah sahabat Achilles dan pahlawan Perang Trojan, Achilles akan menjadi nama yang sesuai untuk salah satu dari dua asteroid, yang berukuran sama. Walau bagaimanapun, asteroid lain sudah mempunyai nama Achilles, jadi Marchis dan kolaboratornya mencadangkan penamaan anggota terkecil dari sistem binari Menoetius, setelah bapa Patroclus. Jawatankuasa Nama Badan Kecil Kesatuan Astronomi Antarabangsa telah menerima nama tersebut. Asteroid yang ditetapkan Menoetius berdiameter kira-kira 112 kilometer (70 batu), sementara Patroclus selebar 122 kilometer (76 batu).
Selain Marchis, pasukan itu termasuk profesor astronomi Imke de Pater dan rakan pasca doktoral Michael H. Wong dari UC Berkeley; Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J ?? bf? R ?? bf? Me Berthier and Fr ?? bf? D ?? bf? Ric Vachier of the Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et de Calculs des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? rides (IMCCE); dan Antonin Bouchez, Randall Campbell, Jason Chin, Marcos van Dam, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul Stomski, Doug Summers dan Peter Wizinovich dari Balai Cerap W. Keck.
Projek ini disokong oleh geran dari National Science Foundation melalui Pusat Sains dan Teknologi untuk Adaptive Optics dan oleh Pentadbiran Aeronautik dan Angkasa Negara. Sebilangan besar data diperoleh di W. Keck Observatory, yang dikendalikan sebagai perkongsian saintifik antara Institut Teknologi California, University of California dan NASA, dengan pemerhatian tambahan yang diperoleh di Observatorium Gemini yang dikendalikan oleh Persatuan Universiti Penyelidikan di Astronomy, Inc., di bawah perjanjian kerjasama dengan NSF bagi pihak perkongsian Gemini.
Sumber Asal: Siaran Berita UC Berkeley
