Un'illustrazione dell'artista degli asteroidi binari Patroclo (al centro) e Menoetius. Credito d'immagine: W.M. Osservatorio di Keck. clicca per ingrandire
Una coppia legata di comete ghiacciate simili alle sporche palle di neve che circondano l'orbita di Nettuno è stata trovata in agguato all'ombra di Giove.
Gli astronomi dell'Università della California, Berkeley, lavorando con colleghi in Francia e al Keck Telescope alle Hawaii, hanno calcolato la densità di un noto sistema di asteroidi binari che condivide l'orbita di Giove e hanno concluso che Patroclo e il suo compagno probabilmente sono composti principalmente da acqua ghiaccio coperto da una patina di terra.
Poiché si ritiene che si siano formate sporche palle di neve nelle parti esterne del sistema solare, da cui vengono occasionalmente spostate e finiscono per avvicinarsi al sole come comete, il team suggerisce che l'asteroide probabilmente si è formato lontano dal sole. Molto probabilmente fu catturato in uno dei punti di Troia di Giove - due vortici in cui i detriti si raccolgono nell'orbita di Giove - durante un periodo in cui il sistema solare interno fu intensamente bombardato da comete, circa 650 milioni di anni dopo la formazione del sistema solare.
Se confermato, questo potrebbe significare che molte o la maggior parte delle probabilmente migliaia di asteroidi di Troia di Giove sono palle di neve sporche che hanno avuto origine molto più lontano dal sole e allo stesso tempo degli oggetti che ora occupano la Cintura di Kuiper.
"Sospettiamo che i Trojan siano piccoli oggetti della Cintura di Kuiper", ha dichiarato il leader dello studio Franck Marchis, astronomo di ricerca presso l'UC Berkeley.
Marchis e colleghi dell'Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Est et Calculs d '?? bf? Ph ?? bf? M ?? bf? Rides (IMCCE) all'Osservatoire de Paris e dal WM L'Osservatorio di Keck riferisce le loro scoperte nel numero di Nature del 2 febbraio.
Le conclusioni del team aggiungono il supporto a una recente ipotesi sull'evoluzione delle orbite dei più grandi pianeti del nostro sistema solare, Giove, Saturno, Urano e Nettuno, avanzata da un gruppo di ricercatori guidato da Alessandro Morbidelli, un astronomo teorico con il Conseil National de la Recherche Scientifique laboratorio dell'Osservatorio della Costa Azzurra, Nizza, Francia.
Diagramma dell'asteroide 617 Patroclo e il suo compagno nel sistema solare
In un articolo di Nature dell'anno scorso, Morbidelli e colleghi hanno proposto che le comete ghiacciate sarebbero state catturate nei punti di Troia di Giove durante la prima storia del sistema solare. Secondo il loro scenario, durante le prime centinaia di milioni di anni dopo la nascita del sistema solare, i grandi pianeti gassosi orbitavano più vicini al sole, avvolti in una nuvola di miliardi di grandi asteroidi chiamati planetesimi, forse 100 chilometri (62 miglia) in diametro o meno. Le interazioni con questi planetesimi fecero migrare verso l'esterno i grandi pianeti gassosi fino a circa 3,9 miliardi di anni fa, quando Giove e Saturno entrarono in orbite risonanti e iniziarono a lanciare i planetesimi come coriandoli, alcuni dei quali lasciavano definitivamente il sistema solare.
La maggior parte dei rimanenti planetesimali si stabilirono in orbite oltre Nettuno - la cintura di Kuiper di oggi e la fonte di comete di breve periodo - ma un piccolo numero fu catturato nei vortici di Troia dei pianeti giganti, in particolare Giove.
"Questa è la prima volta che qualcuno determina direttamente la densità di un asteroide di Troia e supporta il nuovo scenario proposto da Morbidelli", ha dichiarato il coautore Daniel Hestroffer, astronomo dell'ICECE. "Questi asteroidi sarebbero stati catturati nei punti di Troia in un momento in cui i pianeti rocciosi si stavano ancora formando, e questa perturbazione dei planetesimi circa 650 milioni di anni dopo la nascita del sistema solare avrebbe potuto creare il tardo bombardamento della luna e di Marte “.
Sebbene Marchis si riferisca allo scenario come "una bella storia", ammette che occorre lavorare di più per fornirgli supporto.
"Abbiamo bisogno di scoprire più trojan binari e osservarli per vedere se la bassa densità è una caratteristica di tutti i trojan", ha detto.
Gli asteroidi troiani sono quelli catturati nei cosiddetti punti Lagrange dell'orbita di Giove, situati alla stessa distanza da Giove come Giove è dal sole - 5 unità astronomiche, o 465 milioni di miglia. Questi punti, uno in testa e l'altro in coda a Giove, sono luoghi in cui l'attrazione gravitazionale del sole e Giove sono bilanciati, permettendo ai detriti di accumularsi come coniglietti di polvere nell'angolo di una stanza. Centinaia di asteroidi sono stati scoperti nei punti iniziali (L4) e finali (L5), ciascuno in orbita attorno a quel punto come se fosse un vortice.
L'asteroide 617 Patroclo, scoperto originariamente a L5 e chiamato nel 1906, è stato trovato per avere un compagno nel 2001, e finora è l'unico binario Trojan noto. Gli scopritori non sono stati in grado di stimare l'orbita dei componenti perché avevano troppe poche osservazioni.
Come esperti cacciatori di asteroidi, Marchis e i suoi colleghi nell'agosto di quest'anno hanno scoperto il primo sistema a triplo asteroide, 87 Sylvia, molto più vicino al sole nella principale fascia di asteroidi tra Marte e Giove, e hanno usato un potente telescopio da 8 metri del sud europeo Very Large Telescope dell'Osservatorio in Cile per studiare i tre oggetti. Sono stati in grado di tracciare le orbite degli asteroidi per stimare la densità di Sylvia, da cui hanno concluso che è un cumulo di macerie di roccia sciolta e compatta.
Il team francese e americano ha provato la stessa tecnica con il molto più distante Patroclo, impiegando i dati di imaging dal sistema Keck II Laser Guide Star System presso l'Osservatorio W. Keck su Mauna Kea, che produce una risoluzione nitida impossibile con qualsiasi altro telescopio terrestre .
"Prima, potevamo solo guardare gli oggetti vicino a una stella di riferimento luminosa, limitando l'uso dell'ottica adattiva a una piccola percentuale di cieli", ha detto Marchis. "Ora, possiamo usare l'ottica adattiva per visualizzare quasi ogni punto del cielo."
Il sistema a stella della guida laser utilizza un raggio laser per eccitare gli atomi di sodio in un piccolo punto nell'atmosfera superiore. Questa "stella" artificiale viene utilizzata per misurare la turbolenza atmosferica, che viene quindi rimossa dagli specchi mobili del sistema di ottica adattiva Keck.
Con il sistema che fornisce una risoluzione senza precedenti di 58 milliarcecondi, il team di Keck ha fatto cinque osservazioni nell'infrarosso tra novembre 2004 e luglio 2005. Marchis e i suoi colleghi hanno determinato che la densità di Patroclo e il suo compagno, che hanno circa le stesse dimensioni e circolano attorno alla loro il centro di massa ogni 4,3 giorni a una distanza di 680 chilometri (423 miglia), era molto basso: 0,8 grammi per centimetro cubo, circa un terzo di quello della roccia e abbastanza leggero da galleggiare in acqua. Supponendo una composizione rocciosa simile a quella delle lune di Giove Callisto e Ganimede, i componenti del sistema dovrebbero essere molto vagamente imballati - circa mezzo spazio vuoto, una caratteristica interna che non è prevista per un sistema binario della stessa dimensione, i ricercatori hanno concluso .
Il team suggerisce una composizione più ragionevole di ghiaccio d'acqua con solo il 15 percento di spazio aperto, il che rende questi oggetti simili a comete e piccoli oggetti della Cintura di Kuiper, che sono stati determinati per avere densità inferiori all'acqua.
Marchis sospetta che il sistema binario si sia formato quando un singolo grande asteroide è stato fatto a pezzi dal rimorchio gravitazionale di Giove.
"Il sistema Patroclo mostra caratteristiche simili agli asteroidi binari della Terra vicina, che si ritiene si siano formati durante un incontro con un pianeta terrestre a causa della scissione delle maree", ha detto. "Nel caso di un asteroide di Troia, è solo quando il lavoro dei nostri collaboratori è stato pubblicato di recente che abbiamo potuto suggerire che questo incontro è stato con Giove."
Perché nell'Iliade di Omero, Patroclo era il compagno di Achille ed eroe della guerra di Troia, Achille sarebbe stato un nome appropriato per uno dei due asteroidi, che hanno circa le stesse dimensioni. Tuttavia, un altro asteroide ha già il nome Achille, quindi Marchis ei suoi collaboratori hanno proposto di nominare il più piccolo membro del sistema binario Menoetius, in onore del padre di Patroclo. Il Comitato sui nomi dei piccoli corpi dell'Unione astronomica internazionale ha provvisoriamente accettato il nome. L'asteroide designato Menoetius ha un diametro di circa 112 chilometri (70 miglia), mentre Patroclo è largo circa 122 chilometri (76 miglia).
Oltre a Marchis, il team comprendeva il professore di astronomia Imke de Pater e il collega post dottorato Michael H. Wong di UC Berkeley; Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J ?? bf? R ?? bf? Me Berthier e Fr ?? bf? D ?? bf? Ric Vachier dell'Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et de Calculs des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? rides (IMCCE); e Antonin Bouchez, Randall Campbell, Jason Chin, Marcos van Dam, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul Stomski, Doug Summers e Peter Wizinovich dell'Osservatorio W. Keck.
Il progetto è stato supportato da sovvenzioni della National Science Foundation attraverso il Science and Technology Center for Adaptive Optics e dalla National Aeronautics and Space Administration. La maggior parte dei dati sono stati ottenuti presso l'Osservatorio W. Keck, che è gestito come una collaborazione scientifica tra il California Institute of Technology, l'Università della California e la NASA, con ulteriori osservazioni ottenute presso l'Osservatorio Gemini gestito dall'Associazione delle Università per la Ricerca in Astronomy, Inc., in virtù di un accordo di cooperazione con NSF per conto della partnership Gemini.
Fonte originale: UC Berkeley News Release
