Una ilustración artística de los asteroides binarios Patroclus (centro) y Menoetius. Crédito de la imagen: W.M. Observatorio Keck. Click para agrandar
Se ha encontrado un par de cometas helados parecidos a las bolas de nieve sucias que circulan fuera de la órbita de Neptuno a la sombra de Júpiter.
Los astrónomos de la Universidad de California, Berkeley, que trabajan con colegas en Francia y en el Telescopio Keck en Hawai, calcularon la densidad de un sistema de asteroides binarios conocido que comparte la órbita de Júpiter, y concluyeron que Patroclus y su compañero probablemente están compuestos principalmente de agua. hielo cubierto por una pátina de tierra.
Debido a que se cree que se formaron bolas de nieve sucias en los confines del sistema solar, de los que ocasionalmente se desplazan y terminan girando más cerca del sol como cometas, el equipo sugiere que el asteroide probablemente se formó lejos del sol. Probablemente fue capturado en uno de los puntos troyanos de Júpiter, dos remolinos donde se acumulan escombros en la órbita de Júpiter, durante un período en que el sistema solar interior fue bombardeado intensamente por cometas, alrededor de 650 millones de años después de la formación del sistema solar.
Si se confirma, esto podría significar que muchos o la mayoría de los probablemente miles de asteroides troyanos de Júpiter son bolas de nieve sucias que se originaron mucho más lejos del sol y al mismo tiempo que los objetos que ahora ocupan el Cinturón de Kuiper.
"Sospechamos que los troyanos son pequeños objetos del Cinturón de Kuiper", dijo el líder del estudio Franck Marchis, astrónomo investigador de la Universidad de California en Berkeley.
Marchis y colegas del Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et Calculs d '?? bf? Ph ?? bf? M ?? bf? Rides (IMCCE) en el Observatoire de Paris y del WM El Observatorio Keck informa sus hallazgos en la edición del 2 de febrero de Nature.
La conclusión del equipo agrega apoyo a una hipótesis reciente sobre la evolución de las órbitas de los planetas más grandes de nuestro sistema solar, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, presentada por un grupo de investigadores encabezados por Alessandro Morbidelli, un astrónomo teórico del Consejo Nacional de la Recherche Scientifique laboratorio del Observatorio de la Costa Azul, Niza, Francia.
Diagrama del asteroide 617 Patroclus y su compañero en el sistema solar
En un artículo de Nature el año pasado, Morbidelli y sus colegas propusieron que los cometas helados habrían sido capturados en los puntos troyanos de Júpiter durante la historia temprana del sistema solar. Según su escenario, durante los primeros cientos de millones de años después del nacimiento del sistema solar, los grandes planetas gaseosos orbitaban más cerca del sol, envueltos en una nube de miles de millones de asteroides grandes llamados planetesimales, quizás a 100 kilómetros (62 millas) en diámetro o menos. Las interacciones con estos planetesimales hicieron que los grandes planetas gaseosos migraran hacia el exterior hasta hace unos 3.900 millones de años, cuando Júpiter y Saturno entraron en órbitas resonantes y comenzaron a lanzar los planetesimales como confeti, algunos de ellos abandonaron el sistema solar para siempre.
La mayor parte de los planetesimales restantes se establecieron en órbitas más allá de Neptuno, el Cinturón de Kuiper de hoy y la fuente de cometas de período corto, pero una pequeña cantidad fue capturada en los remolinos troyanos de los planetas gigantes, en particular Júpiter.
"Esta es la primera vez que alguien determina directamente la densidad de un asteroide troyano, y respalda el nuevo escenario propuesto por Morbidelli", dijo el coautor Daniel Hestroffer, astrónomo del IMCEE. "Estos asteroides habrían sido capturados en los puntos de Troya en un momento en que los planetas rocosos todavía se estaban formando, y esta perturbación de los planetesimales unos 650 millones de años después del nacimiento del sistema solar podría haber creado el bombardeo tardío de la luna y Marte . "
Aunque Marchis se refiere al escenario como "una bonita historia", admite que se necesita hacer más trabajo para brindar apoyo.
"Necesitamos descubrir más troyanos binarios y observarlos para ver si la baja densidad es una característica de todos los troyanos", dijo.
Los asteroides troyanos son aquellos atrapados en los llamados puntos Lagrange de la órbita de Júpiter, ubicados a la misma distancia de Júpiter que Júpiter está del sol: 5 unidades astronómicas, o 465 millones de millas. Estos puntos, uno al frente y otro detrás de Júpiter, son lugares donde la atracción gravitacional del sol y Júpiter están equilibrados, permitiendo que los escombros se acumulen como conejitos de polvo en la esquina de una habitación. Se han descubierto cientos de asteroides en los puntos inicial (L4) y posterior (L5), cada uno orbitando alrededor de ese punto como si estuviera en un remolino.
Se descubrió que el asteroide 617 Patroclus, originalmente descubierto en L5 y nombrado en 1906, tenía un compañero en 2001, y hasta ahora es el único binario troyano conocido. Los descubridores no pudieron estimar la órbita de los componentes porque tenían muy pocas observaciones.
Como experimentados cazadores de asteroides, Marchis y sus colegas descubrieron en agosto de este año el primer sistema triple de asteroides, 87 Sylvia, mucho más cerca del sol en el cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter, y utilizaron un poderoso telescopio de 8 metros del sur de Europa. Telescopio muy grande del Observatorio en Chile para estudiar los tres objetos. Pudieron trazar las órbitas de los asteroides para estimar la densidad de Sylvia, de lo que concluyeron que es una pila de escombros de roca suelta y compacta.
El equipo francés y estadounidense probó la misma técnica con el Patroclus mucho más distante, empleando datos de imágenes del sistema de guía láser Keck II en el Observatorio W. Keck en Mauna Kea, que proporciona una resolución nítida imposible con cualquier otro telescopio terrestre. .
"Antes, solo podíamos mirar objetos cerca de una estrella de referencia brillante, lo que limitaba el uso de óptica adaptativa a un pequeño porcentaje de los cielos", dijo Marchis. "Ahora, podemos usar óptica adaptativa para ver casi cualquier punto del cielo".
El sistema de estrella guía láser utiliza un rayo láser para excitar los átomos de sodio dentro de un pequeño punto en la atmósfera superior. Esta "estrella" artificial se usa para medir la turbulencia atmosférica, que luego es eliminada por los espejos móviles del sistema de óptica adaptativa Keck.
Con el sistema proporcionando una resolución incomparable de 58 miliarcsegundos, el equipo de Keck realizó cinco observaciones en el infrarrojo entre noviembre de 2004 y julio de 2005. Marchis y sus colegas determinaron que la densidad de Patroclus y su compañero, que son aproximadamente del mismo tamaño y círculo alrededor de su El centro de masa cada 4,3 días a una distancia de 680 kilómetros (423 millas) era muy bajo: 0,8 gramos por centímetro cúbico, aproximadamente un tercio del de roca y lo suficientemente ligero como para flotar en el agua. Suponiendo una composición rocosa similar a la de las lunas de Júpiter, Callisto y Ganímedes, los componentes del sistema tendrían que estar muy sueltos, aproximadamente medio espacio vacío, una característica interna que no se espera para un sistema binario del mismo tamaño, concluyeron los investigadores. .
El equipo sugiere una composición más razonable de hielo de agua con solo un 15 por ciento de espacio abierto, lo que hace que estos objetos sean similares a los cometas y pequeños objetos del Cinturón de Kuiper, que se ha determinado que tienen densidades menores que el agua.
Marchis sospecha que el sistema binario se formó cuando un solo asteroide grande fue destrozado por el tirón gravitacional de Júpiter.
"El sistema Patroclus muestra características similares a los asteroides binarios cercanos a la Tierra, que se cree que se formaron durante un encuentro con un planeta terrestre por división de las mareas", dijo. "En el caso de un asteroide troyano, es solo cuando el trabajo de nuestros colaboradores fue publicado recientemente que podríamos sugerir que este encuentro fue con Júpiter".
Debido a que en la Ilíada de Homero, Patroclo era el compañero de Aquiles y un héroe de la Guerra de Troya, Aquiles habría sido un nombre apropiado para uno de los dos asteroides, que son del mismo tamaño. Sin embargo, otro asteroide ya tiene el nombre de Aquiles, por lo que Marchis y sus colaboradores propusieron nombrar al miembro más pequeño del sistema binario Menoetius, en honor al padre de Patroclus. El Comité de Nombres de Cuerpos Pequeños de la Unión Astronómica Internacional ha aceptado provisionalmente el nombre. El asteroide designado Menoetius tiene unos 112 kilómetros (70 millas) de diámetro, mientras que Patroclus tiene unos 122 kilómetros (76 millas) de ancho.
Además de Marchis, el equipo incluyó al profesor de astronomía Imke de Pater y al compañero posdoctoral Michael H. Wong de UC Berkeley; Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J ?? bf? R ?? bf? Me Berthier y Fr ?? bf? D ?? bf? Ric Vachier del Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et de Calculs des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? rides (IMCCE); y Antonin Bouchez, Randall Campbell, Jason Chin, Marcos van Dam, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul Stomski, Doug Summers y Peter Wizinovich del Observatorio W. Keck.
El proyecto fue apoyado por subvenciones de la National Science Foundation a través del Centro de Ciencia y Tecnología para Óptica Adaptativa y por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio. La mayoría de los datos se obtuvieron en el Observatorio W. Keck, que funciona como una asociación científica entre el Instituto de Tecnología de California, la Universidad de California y la NASA, con observaciones adicionales obtenidas en el Observatorio Gemini operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomy, Inc., en virtud de un acuerdo de cooperación con la NSF en nombre de la asociación Gemini.
Fuente original: Comunicado de prensa de UC Berkeley
