L’asteroide “Dog-Bone” è più strano di quanto immaginassimo

Un'immagine elaborata che mostra Cleopatra come appariva nel 2017.

Un’immagine elaborata che mostra Cleopatra come appariva nel 2017.
foto: ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL Algorithm (ONERA/CNRS)

Gli astronomi hanno catturato le migliori immagini di Cleopatra, un asteroide largo 168 miglia soprannominato “Osso di cane” a causa della sua forma insolita. Le ultime osservazioni forniscono nuove intuizioni sulla forma dell’oggetto e rotazione instabile E quanto probabilmente apparivano le sue lune.

Ora possiamo tranquillamente aggiungere l’asteroide Cleopatra come uno degli oggetti più strani del sistema solare. Oltre alla sua insolita forma simile ad un osso, ospita due piccole lune e Ha una densità significativamente inferiore di un corpo metallico. Inoltre, Kleopatra ruota così velocemente lungo il proprio asse da rischiare il collasso totale. In effetti, questo rapido tasso di rotazione potrebbe spiegare la presenza delle sue due lune, chiamate AlexHelios e CleoSelene.

Questi sono i risultati di due nuovi articoli pubblicati oggi sul Journal of Astronomy and Astrophysics. Il prima carta È un’indagine sulle proprietà fisiche di un asteroide, come la forma e la composizione chimica, e Guidato da Frank Marchis, astronomo planetario del SETI Institute e direttore scientifico di Unistellar. Il seconda carta Ha analizzato le caratteristiche orbitali del corpo e delle sue lune ed è stato guidato da Miroslav Broch, un astronomo dell’Università Carlo nella Repubblica Ceca.

L'asteroide Cleopatra visto da più angolazioni.

L’asteroide Cleopatra visto da più angolazioni.
foto: ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL Algorithm (ONERA/CNRS)

Marche accreditato Very Large Telescope dell’Osservatorio europeo meridionale Per rendere possibili queste scoperte. In effetti, Cleopatra può essere relativamente grande – 168 miglia (270 km) lungo il suo asse – ma è lontana, Nella fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove, il che lo rende molto debole. Un asteroide non si avvicina mai alla Terra da circa 120 milioni di miglia (200 milioni di km).

Per scoprire i dettagli della forma di Cleopatra e scoprire le sue lune, Marches ha spiegato in una e-mail: “Dobbiamo superare l’influenza nebulosa dell’atmosfera terrestre”. “Questo è possibile grazie all’ottica adattiva su un telescopio grande come il VLT”. TPer raggiungere il livello di qualità desiderato, il team ha utilizzato lo strumento Exoplanet High Contrast Polarization Spectroscopy (SPHERE) collegato al VLT.

SFERA è uno di questi-La generazione di sistemi ottici adattivi è ora in grado di operare in luce visibile”, ha affermato Marches. “Di conseguenza, Fornisce immagini in luce ottica – in questo caso rossa – con la piena risoluzione di un telescopio di 8 metri, come se il VLT fosse nello spazio. Ha aggiunto: “Grazie alla straordinaria qualità dell’immagine, ora possiamo vedere i dettagli sulla forma dell’asteroide e vedere i lobi e il ponte che li collega”.

Gli astronomi conoscono questo oggetto da molto tempo. Cleopatra fu scoperta dall’astronomo ceco Johan Baleza nel 1880, che è Sembra diventare sempre più strano con ogni nota successiva. Gli astronomi hanno scoperto le prime due lune nel 1980, a seguito di un’eclissi fortuita. Le osservazioni radar nel 2000 hanno indicato una forma molto insolita, tanto da essere chiamato “asteroide osso di cane”, poiché il corpo sembra avere due lobi collegati da un “collo” relativamente stretto. Nel 2011, un team guidato da Marches ha annunciato la scoperta di una seconda luna, che avevano trovato utilizzando il telescopio ottico Keck II. Le lune furono ufficialmente riconosciute e nominate per i figli di Cleopatra.

Un'immagine che mostra un confronto delle dimensioni di Cleopatra con il nord Italia.

Un’immagine che mostra un confronto delle dimensioni di Cleopatra con il nord Italia.
foto: ESO/m. Kornmeser/Marchis et al.

Nonostante questo Note, rimangono molte domande. Le orbite di AlexHelios e CleoSelene dovevano essere avvicinate Poiché abbiamo alcuni punti dati,“E Cleopatra ha una forma simile, ‘Quindi non possiamo dire con certezza la densità dell’asteroide o l’origine delle lune'”, ha spiegato Marches.. “Sapevamo già che questo triplo sistema di asteroidi era unico per la sua forma [Kleopatra]. Altre questioni in sospeso riguardavano le dimensioni, l’orbita e la rotazione del corpo, pertanto nuovi studi ampliano notevolmente la nostra comprensione di questo sistema terziario unico.

Nota la squadra Cleopatra e le sue lune Nel 2017 e nel 2019 da diverse angolazioni, ottenendo una vista 3D dell’asteroide. La squadra ha avuto un’idea migliore dimensione Ho imparato che uno dei suoi lobi è più grande dell’altro.

Inoltre, loro Alla fine ho determinato gli orbitali esatti di lune. Come si è scoperto, le stime precedenti erano completamente sbagliate, il che ha portato a conclusioni errate. I calcoli orbitali aggiornati sono importanti perché ciò ha permesso loro di calcolare la massa e il raggio reali dell’asteroide (o almeno una stima migliore di questi fattori), ha affermato Miroslav Broch, astronomo della Charles University nella Repubblica Ceca e primo autore del secondo articolo .

Viste dei lobi di Cleopatra, visti da più angolazioni.

Viste dei lobi di Cleopatra, visti da più angolazioni.
foto: Marche et al., 2021

Un’altra importante scoperta indica che l’asteroide sta orbitando vicino alla sua velocità critica. Più veloce, che è il rischio di crollo. Il corpo ruota una volta ogni cinque ore.

“In effetti, sappiamo che sono le 5,3852827 ore”, ha detto Broy in una e-mail. “Questo potrebbe sembrare normale per un asteroide, ma Cleopatra è così alta che la velocità di rotazione alla sua estremità è molto vicina alla velocità di fuga”. Brož si riferisce a La velocità richiesta a un oggetto per sfuggire ai limiti della sua gravità. Sospetta che se Coepatra si scontra con un altro asteroide, potrebbe portare a una rotazione più rapida, provocandone la disintegrazione da solo.

Con gli orbitali corretti selezionati, il team ha escogitato un numero per NSblocco leopatra 35% in meno rispetto alle stime precedenti. Cleopatra è un corpo metallico, ma sembra avere meno della metà della densità del ferro. Ciò indica che l’asteroide è un “tumulo di macerie” poroso formato da un forte impatto. Kleopatra è un conglomerato relativamente sciolto di piccoli oggetti, ma a causa della sua elevata velocità di rotazione, potrebbe effettivamente vomitare alcuni detriti nello spazio. E in effetti, questo potrebbe spiegare come sono nati AlexHelios e CleoSelene.

Viste di Cleopatra, che mostrano dove sono distribuite le forze gravitazionali e l'accelerazione centrifuga attraverso l'asteroide.  Queste forze sono più gravi nei lobi.

Viste di Cleopatra, che mostrano dove sono distribuite le forze gravitazionali e l’accelerazione centrifuga attraverso l’asteroide. Queste forze sono più gravi nei lobi.
foto: Marche et al., 2021

“A causa della forma e della rotazione dell’asteroide principale, abbiamo calcolato che alcune regioni di Cleopatra sono Instabile, il che significa che la roccia verrà espulsa”, ha spiegato Marches. “Non possiamo ancora provarlo, ma è probabile che le lune fossero effettivamente figlie di un grande asteroide, espulso dopo una collisione inclinata. Ed è stato formato dall’accumulo di quei ciottoli e rocce espulse”.

Gli astronomi conoscono altri asteroidi molto allungati, come l’asteroide troiano 624 Hector e l’asteroide della fascia principale 121 Hermione. Marche ha detto che probabilmente non è una monetalaggiùDroccupazionem che entrambi thoGli asteroidi hanno le loro lune.

Il team ha anche imparato nuove cose sulle due lune. AlexHelios è il calciol’altro dei due è a 407 miglia (655 km) da Cleopatra, mentre Cleocline è a 310 miglia (499 km) di distanza (misurata dal centro di Cleopatra). La dimensione delle lune è leggermente inferiore a 6 miglia (10 km) E forse sferico, ma gli scienziati in realtà non lo sanno.

“Speriamo che vengano osservati in futuro, durante l’evento della scomparsa, quando Cleopatra e le lune passano davanti a una stella, in modo che gli osservatori sulla Terra possano misurare le loro ombre”, ha detto Broy.

Guardando al futuro, il team vorrebbe rimisurare le orbite delle lune, cosa che prevede di fare il prossimo anno. che essi anticipazione Per trovare qualche anomalia nel loro movimento, a causa degli effetti delle maree e dei disturbi imprevisti dovuti alla forma insolita di Cleopatra. Trovare una terza luna non è al di là del regno delle possibilità, ha detto Marches.

In effetti, gli astronomi lo hanno osservato osso per cani Un asteroide da più di 140 anni e non c’è motivo di credere che non continuerà a diventare strano.

Di più: Questa è una delle cose più strane mai scoperte nel sistema solare.

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Elma Zito

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