Телескоп VLT делает чёткие снимки необычного астероида Клеопатра

Наблюдения позволили им с большей, чем когда-либо, точностью определить форму и массу этого необычного астероида, напоминающего по виду собачью косточку. Их исследования дают ключ к разгадке того, как образовался этот астероид и два его спутника.

«Клеопатра — действительно уникальное тело в нашей Солнечной системе», — говорит Франк Марши, сотрудник Института SETI в Маунтин-Вью, США, и Лаборатории астрофизики Марселя, Франция. По сообщению журнала Astronomy & Astrophysics, Марши руководил исследованиями астероида.

«Наука активнее продвигается вперёд благодаря изучению необычных объектов. Я думаю, что Клеопатра — один из таких объектов. Исследование этой сложной системы астероидов может помочь нам узнать больше обо всей нашей солнечной системе».

Снимки, сделанные в июле 2017 года, показывают два спутника астероида Клеопатра — Алекс-Гелиос и Клео-Селена, которые выглядят как две маленькие белые точки. Чтобы увидеть спутники Клеопатры, изображения, полученные с помощью спектрополяриметрического высококонтрастного прибора SPHERE, установленного на телескопе VLT, были подвергнуты специальной обработке для удаления бликов, характерных для адаптивной оптики. (Изображение:  ESO / Vernazza, Marchis et al. / Алгоритм MISTRAL (ONERA / CNRS))

Астероид Клеопатра вращается вокруг Солнца в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Астрономы называют этот астероид «собачьей косточкой» с тех пор, как 20 лет назад радарные наблюдения показали, что у него две части, соединённые толстой «шеей».

В 2008 году Марши и его коллеги обнаружили, что на орбите астероида Клеопатра вращаются два его спутника, названные Алекс-Хелиос и Клео-Селена в честь детей египетской царицы.

На этих одиннадцати изображениях астероид Клеопатра виден под разными углами во время его вращения. Изображения были сделаны в разное время в период с 2017 по 2019 года с помощью спектро-поляриметрического высококонтрастного прибора для исследования экзопланет (SPHERE). (ESO / Vernazza, Marchis et al. / MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Чтобы узнать больше об астероиде Клеопатра, Марши и его сотрудники изучали снимки астероида, сделанные в разное время с 2017 по 2019 год с помощью SPHERE. Поскольку астероид вращается, они смогли рассмотреть его под разными углами и создать самые точные на сегодняшний день 3D-модели. Они определили форму астероида и его объём, обнаружив, что одна из долей больше другой, и установили, что длина астероида составляет около 270 километров, примерно половину длины Ла-Манша.

Во втором исследовании под руководством Мирослава Брожа из Карлова университета в Праге, Чехия, также опубликованном в журнале Astronomy & Astrophysics, команда специалистов сообщила, как они использовали данные прибора SPHERE для определения правильных орбит двух спутников Клеопатры. Новые наблюдения с помощью телескопа VLT позволили уточнить положение спутников.

На этом изображении представлено сравнение размеров астероида Клеопатра с северной Италией. В верхней половине изображения показана компьютерная модель Клеопатры. Длина астероида составляет 270 километров. В нижней половине снимка представлен вид с воздуха на северную Италию. (Изображение:  ESO / M. Kornmesser / Marchis et al.)

«Это необходимо было решить. Ведь если орбиты спутников были неверными, тоневерным было всё, включая массу Клеопатры», — объяснил Брож.

Благодаря новым наблюдениям и сложному моделированию, команде удалось точно описать влияние гравитации астероида на движение его спутников и определить сложные орбиты Алекс-Хелиоса и Клео-Селены. Это позволило рассчитать массу астероида, и оказалось, что она на 35% меньше, чем считали раньше.

Уточнив объём и массу, астрономы смогли вычислить плотность астероида, которая в два раза меньше плотности железа. Низкая плотность астероида, состоящего, как полагают, из металлов, позволяет предположить, что он имеет пористую структуру и может быть не более чем «грудой обломков». Это означает, что Клеопатра, вероятно, образовалась при повторном накоплении материала после гигантского столкновения.

Структура астероида и орбита его вращения дают представление о том, как могли образоваться два его спутника. Астероид вращается почти с критической скоростью, выше которой он начнёт распадаться на части, и даже небольшие удары могут поднимать обломки с его поверхности. Марши и его сотрудники считают, что эти камешки могли впоследствии сформировать Алекс-Хелиос и Клео-Селена, что означает, что астероид породил свои собственные спутники.

Новые изображения астероида Клеопатра и выводы, которые они позволяют сделать, стали возможны только благодаря одной из передовых систем адаптивной оптики, используемых в телескопе VLT, который расположен в пустыне Атакама в Чили. Адаптивная оптика помогает корректировать искажения, вызванные атмосферой Земли, из-за чего объекты выглядят размытыми — тот же эффект, из-за которого звёзды, наблюдаемые с Земли, мерцают. Благодаря такой коррекции, прибор SPHERE смог выдать более чёткое изображение астероида, расположенного на расстоянии 200 млн километров от Земли, хотя его видимый размер на небе эквивалентен размеру мяча для гольфа, находящегося на расстоянии около 40 километров от зрителя.

Телескоп VLT с его передовыми системами адаптивной оптики идеален для получения изображений далёких астероидов, подобных Клеопатре.

«Мне не терпится навести телескоп на Клеопатру, чтобы увидеть, есть ли там ещё спутники, и уточнить их орбиты», — говорит Марши.

Трой Оукс родился и вырос в Австралии и всегда хотел знать, почему и как всё работает, что определило его любовь к науке. Он профессиональный фотограф и любит снимать красивые пейзажи Австралии. Он также является профессиональным охотником за штормами в Херви-Бэй, Австралия, где живёт в настоящее время.

Источник: nspirement.com