Pressmeddelande

ESO tar de hittills skarpaste bilderna av en märklig hundbensformad asteroid

9 september 2021, Skurup

Med hjälp av Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) har en grupp astronomer tagit de skarpaste och mest detaljerade bilderna hittills av asteroiden Kleopatra. Observationerna gjorde det möjligt att bestämma dess tredimensionella form, som är lik ett hundben, och massa med en högre noggrannhet än tidigare. Forskningen ger nya ledtrådar till hur asteroiden och dess två månar bildades.

"Kleopatra är i sanning en unik kropp i solsystemet" menar Frank Marchis, astronom vid SETI-institutet i Mountain Vew, USA och Laboratoire d'Astrophysique de Marseille i Frankrike, som ledde studien som i dag publiceras i Astronomy och Astrophysics. "Vetenskapen gör stora framsteg genom att studera underliga objekt. Jag tror att Kleopatra är ett av dessa, och att förståelsen av detta komplexa och multipla asteroidsystem kan lära oss mer om solsystemet."

 

Kleopatra går i omloppsbana kring solen mellan planeterna Mars och Jupiter. Astronomer har kallat den "hundbensasteroiden" ända sedan de första radarobservationerna för 20 år sedan avslöjade dess två lober, sammanbundna av en tjock "hals". 2008 upptäckte Marchis och hans kollegor att det kring Kleopatra kretsade två månar som fick namnen AlexHelios och CleoSelene efter den egyptiska drottningens barn.

 

För att ta reda på mer om Kleopatra utnyttjade Marchis och hans forskarlag bilder av asteroiden tagna mellan 2017 och 2019 med SPHERE-instrumentet (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) på ESO:s VLT. Medan asteroiden roterade kunde de studera den i olika vinklar och bygga upp en 3D-modell av dess form, som är mer exakt än någon tidigare. De kunde därmed bestämma dess form och volym och fann att den ena loben är större än den andra, och att dess längd är 270 kilometer.

 

I en annan studie som också publiceras i Astronomy & Astrophysics och leddes av Miroslav Brož vid Karlsuniversitetet i Prag, Tjeckien, beräknades månarnas banor med hjälp av data från SPHERE. Tidigare studier hade ungefärligen uppskattat banornas egenskaper, men de nya observationerna med ESO:s VLT visade att månarna inte befann sig där man trodde de skulle vara.

 

"Detta behövde vi titta närmare på" säger Brož. "Eftersom månarnas banor var felaktigt bestämda var allt annat också fel, inklusive Kleopatras massa". Tack vare de nya observationerna och avancerad modellering kunde forskarlaget mycket noggrant beräkna hur Kleopatras gravitationsfält påverkar banornas rörelser och bestämma AlexHelios och CleoSelenes komplexa banor. Det ledde dem till en ny bestämning av Kleopatras massa som var 35% mindre än tidigare uppskattningar.

 

Genom att kombinera de nya värdena för Kleopatras volym och massa kunde forskarna också bestämma ett nytt nytt värde på dess densitet till mindre än hälften av järns, vilket var lägre än man hade antagit [1]. Den låga densiteten hos Kleopatra, som tros innehålla mycket metaller, indikerar att den har en porös struktur och att den kan vara sammansatt av många mindre fragment. Det skulle betyda att den bildades från material som splittrades vid ett enormt nedslag.

 

Kleopatras porösa struktur och rotation ger också en inblick i hur dess två månar kan ha bildats. Asteroiden roterar med nästan kritisk hastighet (den hastighet över viken den skulle börja slitas sönder om den var sammansatt av små fragment), vilket innebär att till och med små nedslag skulle kunna få stenar att lämna dess yta. Marchis och hans forskarlag menar att sådana små utkastade stenar skulle kunna ha bildat AlexHelios och CleaSelene, vilket skulle innebära att Kleopatra har skapat sina egna månar.

 

De nya bilderna av Kleopatra och de insikter de ger var bara möjliga tack vare det avancerade adaptiva optiksystemet på ESO:s VLT. Med adaptiv optik kan luftoron i atmosfären – som får natthimlens stjärnor att blinka – att stabiliseras. Tack vare sådana optiska korrektioner kunde SPHERE avbilda Kleopatra trots att den ligger 200 miljoner kilometer som närmast. Dess skenbara storlek på himlen är densamma som en golfboll på 40 kilometers avstånd.

 

ESO:s kommande Extremely Large Telescope (ELT), med sitt avancerade adaptiva optiksystem, kommer att vara idealiskt för att avbilda asteroider som Kleopatra. "Jag kan knappt vänta på att rikta ELT mot Kleopatra för att se om den har fler månar och lära mer av variationerna i månarnas rörelser" tillägger Marchis.

Noter

[1] Den nya beräkningen av densiteten för Kleopatra är 3,4 gram per kubikcentimeter, jämfört med det tidigare uppskattade värdet av 4,5 gram per kubikcentimeter.

Mer information

Forskningsresultaten baseras på observationer med SPHERE-instrumentet på ESO:s VLT (forskningsledare Pierre Vernazza) och presenteras i två artiklar i tidskriften Astronomy & Astrophysics.

 

Forskarlaget bakom artikeln "(216) Kleopatra, a low density critically rotating M-type asteroid" består av F. Marchis (SETI Institute, Carl Sagan Center, Mountain View, USA och 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, Tjeckien [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 och 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, Belgien [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, Frankrike [OCA]), A. Drouard (LAM), S. Fauvaud (Observatoire du Bois de Bardon, Taponnat, Frankrike [OBB]), M. Birlan (IMCCE och Astronomical Institute of Romanian Academy, Bucharest, Rumänien [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, Nederländerna [ESTEC]​​), F. Colas (IMCCE), R. Fetick (LAM), T. Fusco (LAM och The French Aerospace Lab BP72, Chatillon Cedex, Frankrike [ONERA]​​), J. Grice (OCA och School of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, Storbritannien [OU]), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (Laboratoire Atmosphères, Milieux et Observations Spatiales, CNRS [CRNS] och 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, Spanien [UA] och Institut de Ciéncies del Cosmos, Universitat de Barcelona, Spanien [UB]), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC), och B. Yang (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO]).

 

Forskarlaget bakom artikeln "An advanced multipole model for (216) Kleopatra triple system" består av M. Brož (CU), F. Marchis (SETI och 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 och 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 och ONERA), J. Grice (OCA och OU), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (CNRS och UVSQ), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE och PUCP), T. Santana-Ros (UA och UB), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC), och B. Yang (ESO).

 

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 16 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, 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 arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. På bergstoppen Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT, som kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Artikel 1
• Artikel 2
• Foton på VLT
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska
• För astronomer: Berätta om din forskning!

 

Kontakter

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

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

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

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

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 eso2113 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.