eso2113is — Fréttatilkynning

ESO nær bestu myndunum til þessa af sérkennilegu hundabeinslaga smástirni

9. september 2021

Hópur stjörnufræðinga sem notaði Very Large Telescope ESO (VLT) náði skýrustu og skörpustu myndinni til þessa af smástirninu Kleópötru. Gögnin gerðu stjörnufræðingunum kleyft að draga upp mjög nákvæma mynd af þrívíðri ögun smástirnisins og meta massa þess en það minnir um margt á hundabein. Rannsóknin gefur ennfremur vísbendingar um hvernig smástirnið og tunglin tvö sem ganga um það urðu til.

„Kleópatra er einstakt fyrirbæri í sólkerfinu okkar,“ sagði Frank Marchis, stjörnufræðingur við SETI stofnunina í Mountain View í Bandaríkjunum og Laboratoire d’Astrophysique de Marseille í Frakklandi. Hann hafði umsjón með rannsókinni á smástirninu en niðurstöður hennar eru birtar í dag í tímaritinu Astronomy & Astrophysics. „Vísindin þróast áfram þegar við rannsökum sérkennileg jaðartilvik. Ég held að Kleópatra sé dæmi um það. Að skilja þetta flókna smástirnakerfi getur hjálpað okkur að læra meira um sólkerfið okkar.“

Kleópatra gengur um sólina í smástirnabeltinu milli Mars og Júpíters. Stjörnufræðingar hafa kallað það „hundabeinasmástirnið“ allt frá því að ratsjármyndir sem teknar voru fyrir 20 árum leiddu lögun þess í ljós. Árið 2008 fundu Marchis og samstarfsfólk hans tvö tungl á braut um Kleópötru sem nefnd voru AlexHelios og CleoSelene eftir börnum egypsku drottningarinnar.

Marchis og teymið sem hann leiddi notuðu myndir sem teknar voru árin 2017 og 2019 með Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) mælitækinu á VLT sjónauka ESO til að læra meira um smástirnið. Smástirnið snýst, svo hægt var að skoða það frá mismunandi sjónarhorni og þannig draga upp þrívíða mynd af löguninni. Gögnunum afhjúpuð hundabeinslöngunina enn betur sem og rúmmálið. Í ljós kom að annar endinn er stærri en hinn. Smástirnið er um 270 kílómetra langt eða um það bil jöfn loftlínunni milli Reykjavíkur og Öræfasveitar.

Í annarri rannsókn í umsjá MIroslav Brož við Charles háskólan í Prag í Tékklandi, sem einnig var birt í Astronomoy & Astrophysics, notuðu stjörnufræðingar mælingar SPHERE til að átta sig á sporbrautum tunglanna tveggja sem ganga um Kleópötru. Eldri rannsóknir höfðu áætlað sporbrautirnar en nýju mælingar VLT sjónauka ESO sýndu að tunglin voru ekki þar sem eldri gögn sögðu að þau ætti að vera.

„Þetta kallaði á lausn, því ef sporbrautirnar voru rangar var flestallt annað sem við töldum okkur vita um kerfið rangt líka, þar á meðal mat okkar á massa Kleópötru“ sagði Brož. Með nýjum mælingum og betri líkönum náðu stjörnufræðingarnir að lýsa nákvæmlega áhrifum þyngdarkrafs Kleópötru á tunglin og þannig ákvarða sporbrautir AlexHelios og CleoSelene. Það gerði þeim aftur kleyft að reikna út massa smástirnisins sem reyndist 35% minni en áður var talið.

Þessar nýju upplýsingar um rúmmál og massa Kleópötru hjálpuðu stjörnufræðingum að reikna út eðlismassann. Hann reynist helmingi minni en járns og lægri en áður var talið [1]. Fyrst var talið að Kleópatra væri að mestu leyti úr málmum en lágur eðlismassinn bendir til að smástirnið sé gropið – í raun einskonar samlímdur ruslahaugur. Það þýðir að Kleópatra hefur orðið til úr efni sem safnaðist saman eftir risaárekstur.

Samsetning Kleópötru og það hvernig hún snýst gefur líka vísbendingar um hvernig smástirnið og tunglin urðu til. Kleópatra snýst á næstum því krítískum hraða, þ.e. næstum þeim hraða sem þarf til að það sundrist. Jafnvel litlir árekstrar geta þyrlað upp grjóti af yfirborðinu. Marchis og teymi hans telja að þetta hafi þegar gerst og hafi myndað tunglin AlexHelios og CleoSelene. Kleópatra ól sjálf eigin tungl.

Nýju myndirnar af Kleópötru og sú innsýn sem þær veita okkur um eðli þessa forvitnilega smástirnis, voru aðeins mögulegar fyrir tilverknað aðlögunarsjóntækninnar sem notuð er í VLT sjónaukum ESO í Atacamaeyðimörkinni í Chile. Aðlögunarsjóntækni leiðréttir bjögun sem hlýst af andrúmslofti Jarðar og veldur því að myndir af fyrirbærum í geimnum verða óskýrar. Sömu áhrif valda því að stjörnurnar tindra. Leiðréttingartæknin tryggir að SPHERE gat tekið skýrar myndir af Kleópötru þótt hún sé í um 200 milljón km fjarlægð frá Jörðinni, þegar minnst er – og jafnvel þótt sýndarstærð hennar á himninum sé álíka mikil og golfkúlu í 40 km fjarlægð.

Extremely Large Telescope (ELT) ESO, sem nú er í smíðum, verður líka útbúinn aðlögunarsjóntækni sem gerir hann vel í stakk búinn til að taka enn skýrari myndir af fjarlægum smástirnum eins og Kleópötru. „Ég get ekki beðið eftir því að beina ELT að Kleóptru og sjá hvort þar leynist fleiri tungl og ákvarða brautir þeirra enn betur,“ sagði Marchis að lokum.

Skýringar

[1] Nýja matið á eðlismassanum er 3,4 grömm á rúmsentímetra en áður var hann talinn um 4,5 grömm á rúmsentímetra.

Frekari upplýsingar

Greint er frá rannsókninni, sem gerð var með SPHERE á VLT sjónauka ESO (Umsjónarmaður: Pierre Vernazza), í tveimur greinum í tímaritinu Astronomy & Astrophysics.

Í teyminu sem stendur að greininni (216) Kleopatra, a low density critically rotating M-type asteroid“ eru 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), og B. Yang (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO]).

Í teyminu sem stendur að greininni „An advanced multipole model for (216) Kleopatra triple system“ eru 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), og B. Yang (ESO).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Írlands, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, Extremely Large Telescope eða ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

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

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

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

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

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso2113.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso2113is
Nafn:(216) Kleopatra
Tegund:Solar System : Interplanetary Body : Asteroid
Facility:Very Large Telescope
Instruments:SPHERE
Science data:2021A&A...653A..57M
2021A&A...653A..56B

Myndir

Asteroid Kleopatra from different angles
Asteroid Kleopatra from different angles
texti aðeins á ensku
Asteroid Kleopatra from different angles (annotated)
Asteroid Kleopatra from different angles (annotated)
texti aðeins á ensku
Size comparison of asteroid Kleopatra with northern Italy
Size comparison of asteroid Kleopatra with northern Italy
texti aðeins á ensku
Size comparison of asteroid Kleopatra with Chile
Size comparison of asteroid Kleopatra with Chile
texti aðeins á ensku
Processed SPHERE image showing the moons of Kleopatra
Processed SPHERE image showing the moons of Kleopatra
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Location of Kleopatra in the Solar System
Location of Kleopatra in the Solar System
texti aðeins á ensku