setembro 22, 2021

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O asteróide ‘Dog-Bone’ é mais estranho do que imaginávamos

Uma imagem processada que mostra Cleópatra como ela apareceu em 2017.

Uma imagem processada que mostra Cleópatra como ela apareceu em 2017.
foto: ESO / Vernazza, Marchis et al./MISTRAL Algorithm (ONERA / CNRS)

Os astrônomos capturaram as melhores imagens até agora de Cleópatra, um asteróide de 168 milhas de largura apelidado de “Osso de um Cão” por causa de sua forma incomum. As últimas observações fornecem novos insights sobre a forma do objeto e rotação instável E quão provável suas luas apareceram.

Agora podemos adicionar confortavelmente o asteróide Cleópatra como estando entre os objetos mais estranhos do sistema solar. Além de sua forma óssea incomum, ele hospeda duas pequenas luas E Tem uma densidade significativamente menor de um corpo metálico. Além disso, o Kleopatra gira tão rápido ao longo de seu eixo que corre o risco de colapso total. Na verdade, essa rápida taxa de rotação pode explicar a presença de suas duas luas, chamadas AlexHelios e CleoSelene.

Estas são as conclusões de dois novos artigos publicados hoje no Journal of Astronomy and Astrophysics. o primeiro papel É uma investigação das propriedades físicas de um asteróide, como forma e composição química, e Liderado por Frank Marchis, astrônomo planetário do Instituto SETI e diretor científico da Unistellar. o segundo papel Ele analisou as características orbitais do corpo e de suas luas e foi liderado por Miroslav Broch, um astrônomo da Universidade Charles, na República Tcheca.

Asteróide Cleópatra visto de vários ângulos.

Asteróide Cleópatra visto de vários ângulos.
foto: ESO / Vernazza, Marchis et al./MISTRAL Algorithm (ONERA / CNRS)

Marches deu crédito ao Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul Para tornar essas descobertas possíveis. Na verdade, Cleópatra pode ser relativamente grande – 168 milhas (270 km) ao longo de seu eixo – mas está longe, No cinturão de asteróides principal entre Marte e Júpiter, o que o torna muito fraco. Um asteróide nunca se aproxima da Terra a uma distância de cerca de 120 milhões de milhas (200 milhões de km).

Para descobrir os detalhes da forma de Cleópatra e descobrir suas luas, Marches explicou em um e-mail: “Precisamos superar a influência nebulosa da atmosfera da Terra.” “Isso é possível graças à óptica adaptativa de um telescópio tão grande quanto o VLT.” TPara atingir o nível de qualidade desejado, a equipe utilizou o instrumento Exoplanet High Contrast Polarization Spectroscopy (SPHERE) acoplado ao VLT.

SPHERE é um destes-A geração de sistemas óticos adaptativos agora é capaz de operar em luz visível “, disse Marches.” Consequentemente, Ele fornece imagens em luz óptica – neste caso vermelha – com a resolução total de um telescópio de 8 metros, como se o VLT estivesse no espaço. Ele acrescentou: “Graças à incrível qualidade de imagem, agora podemos ver detalhes sobre a forma do asteróide e ver os lóbulos e a ponte que os conecta.”

Os astrônomos sabem sobre este objeto há muito tempo. Cleópatra foi descoberta pelo astrônomo tcheco Johan Baleza em 1880, que é Parece ficar mais e mais estranho a cada nota subsequente. Os astrônomos descobriram as duas primeiras luas em 1980, como resultado de um eclipse acidental. As observações de radar em 2000 indicaram uma forma muito incomum, fazendo com que fosse chamado de “asteróide de osso de cachorro”, uma vez que o corpo parece ter dois lobos conectados por um “pescoço” relativamente estreito. Em 2011, uma equipe liderada por Marches anunciou a descoberta de uma segunda lua, que eles encontraram usando o telescópio óptico Keck II. As luas foram oficialmente reconhecidas e nomeadas em homenagem aos filhos de Cleópatra.

Uma imagem que mostra uma comparação do tamanho de Cleópatra com o norte da Itália.

Uma imagem que mostra uma comparação do tamanho de Cleópatra com o norte da Itália.
foto: ESO / m. Kornmeser / Marchis et al.

Apesar disso Notas, muitas perguntas permanecem. As órbitas de AlexHelios e CleoSelene tiveram que ser aproximadas Uma vez que temos alguns pontos de dados,“E Cleópatra teve uma forma semelhante: ‘Portanto, não podemos dizer com certeza a densidade do asteróide ou a origem das luas'”, explicou Marches.. “Já sabíamos que este sistema de asteróides triplo era único devido ao seu formato [Kleopatra]. Outras questões pendentes estavam relacionadas ao tamanho, órbita e rotação do corpo.Assim, novos estudos expandem muito nossa compreensão deste sistema terciário único.

Observe a equipe Cleópatra e suas luas Em 2017 e 2019 de diferentes ângulos, resultando em uma visão 3D do asteróide. A equipe teve uma ideia melhor Tamanho Aprendi que um de seus lóbulos é maior que o outro.

Além disso, eles Eu finalmente determinei os orbitais exatos de luas. No final das contas, as estimativas anteriores estavam completamente erradas, o que levou a conclusões erradas. Os cálculos orbitais atualizados são importantes porque lhes permitiu calcular a verdadeira massa e raio do asteróide (ou pelo menos, uma estimativa melhorada desses fatores), disse Miroslav Broch, um astrônomo da Universidade Charles na República Tcheca e primeiro autor do segundo papel.

Vistas dos lóbulos de Cleópatra, vistos de vários ângulos.

Vistas dos lóbulos de Cleópatra, vistos de vários ângulos.
foto: Marches et al., 2021

Outra descoberta importante indica que o asteróide está orbitando perto de sua velocidade crítica. Mais rápido, o que é o risco de colapso. O corpo gira uma vez a cada cinco horas.

“Na verdade, sabemos que com mais precisão, são 5.3852827 horas”, disse Broy por e-mail. “Isso pode parecer normal para um asteróide, mas Cleópatra é tão alta que a velocidade de rotação em seu final é muito próxima da velocidade de escape.” Brož refere-se a A velocidade necessária para que um objeto escape dos limites de sua gravidade. Ele suspeita que, se Coepatra colidir com outro asteróide, isso pode levar a um giro mais rápido, fazendo com que se desintegre por conta própria.

Com os orbitais corretos selecionados, a equipe veio com um número para NSbloco leopatra 35% menor do que as estimativas anteriores. Cleópatra é um corpo metálico, mas parece ter menos da metade da densidade do ferro. Isso indica que o asteróide é um ‘monte de entulho’ poroso formado por um grande impacto. Kleopatra é um conglomerado relativamente frouxo de pequenos objetos, mas devido à sua alta taxa de rotação, ele pode na verdade estar vomitando alguns detritos no espaço. E, de fato, isso pode explicar como AlexHelios e CleoSelene surgiram.

Vistas de Cleópatra, mostrando onde as forças gravitacionais e a aceleração centrífuga no asteróide estão distribuídas.  Essas forças são mais severas nos lobos.

Vistas de Cleópatra, mostrando onde as forças gravitacionais e a aceleração centrífuga no asteróide estão distribuídas. Essas forças são mais severas nos lobos.
foto: Marches et al., 2021

“Devido à forma e rotação do asteróide principal, calculamos que algumas regiões de Cleópatra são É instável, o que significa que a rocha lá será ejetada “, explicou Marches.” Não podemos provar isso ainda, mas é provável que as luas fossem realmente filhas de um grande asteróide, ejetado após uma colisão inclinada. E foi formado pelo acúmulo dessas pedras e pedras ejetadas. ”

Os astrônomos conhecem outros asteróides altamente alongados, como o asteróide de Tróia 624 Hector e o asteróide do cinturão principal 121 Hermione. Marches disse que provavelmente não é uma moedaDrempregoeu que ambosAsteróides têm suas próprias luas.

A equipe também aprendeu coisas novas sobre as duas luas. AlexHelios é futeboloutro dos dois, fica a 407 milhas (655 km) de Cleópatra, enquanto Cleocline está a 310 milhas (499 km) de distância (medida a partir do centro de Cleópatra). As luas são ligeiramente menores que 6 milhas (10 km) de tamanho. E talvez esférico, mas os cientistas não sabem realmente.

“Esperamos que sejam observados no futuro, durante o evento do desaparecimento, quando Cleópatra e as luas passarem na frente de uma estrela, para que os observadores na Terra possam medir suas sombras”, disse Broy.

Olhando para o futuro, a equipe gostaria de medir novamente as órbitas das luas, o que eles planejam fazer no próximo ano. que eles antecipação Encontrar alguma anormalidade no seu movimento, devido aos efeitos das marés e perturbações inesperadas devido à forma invulgar de Cleópatra. Encontrar uma terceira lua não está além das possibilidades, disse Marches.

Na verdade, os astrônomos têm observado isso osso de cão Um asteróide por mais de 140 anos, e não há razão para acreditar que não continuará a ficar estranho.

mais: Esta é uma das coisas mais estranhas já descobertas no sistema solar.

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