Астрономи, що працюють на Дуже Великому телескопі (VLT) Європейської Південної обсерваторії (ESO) отримали найчіткіші та найдетальніші на сьогодні зображення астероїда Клеопатра, що примітний своєю незвичайною формою — здалеку тіло нагадує собачу кістку. Спостереження дозволили двом командам вчених з безпрецедентною точністю визначити масу та форму астероїда, а також дізнатися більше про історію утворення “кістки” та двох її супутників.
Credit: ESO
Орбіта Клеопатри лежить в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером. Близько 20 років тому радарні спостереження відкрили вченим цікаву форму астероїда, а у 2008-му році стало відомо, що навколо нього обертаються два супутники, яких назвали на честь дітей єгипетської цариці – Алекс-Геліос і Клео-Селена.
“Клеопатра — дійсно унікальний об’єкт в Сонячній системі”, — говорить Франк Марші, астроном з Інституту SETI в Маунтін-В’ю, США, а також співробітник астрофізичної лабораторії в Марселі, Франція. Під керівництвом Франка проводилося дослідження астероїда, яке сьогодні публікується в журналі “Astronomy & Astrophysics”. “У науці часто буває, що вивчення дивних винятків з правил призводить до значного прогресу. Я думаю, Клеопатра є одним з таких випадків. Вивчення цієї складної кратної системи астероїдів може допомогти нам дізнатися більше про Сонячну систему в цілому “.
Нові знимки було отримано у різний час між 2017 та 2019 рр. спектрополяриметром для висококонтрастних досліджень екзопланет SPHERE, змонтованим на телескопі ESO VLT. Марші й команда використали ці дані — а завдяки обертанню астероїда вони містили спостереження під різними кутами — для побудови найточнішої на сьогодні моделі Клеопатри. Це дозволило їм вивести обмеження на форму та об’єм “кістки”: виявилося, що один з її округлих кінців більший за другий, а її довжина складає приблизно 270 кілометрів.
Інша команда вчених за допомогою приймача SPHERE змогла точніше визначити орбіти двох супутників астероїда. У своїй роботі, що теж публікується в журналі “Astronomy & Astrophysics”, команда під керівництвом Мирослава Брожа з Карлового університету в Празі показала, що істинні положення “місяців” не збігаються з обчисленими із використанням попередніх оцінок.
“З цим питанням треба було розібратися”, — каже Брож. “Адже якщо орбіти супутників визначено неправильно, то неправильним є й усе інше, у тому числі й маса Клеопатри”. Дійсно, після уточнення орбіт за допомогою моделювання вчені дійшли висновку, що маса астероїду на 35% нижча за очікувану.
Об’єднавши нові оцінки об’єму та маси, дослідники обчислили нове значення щільності астероїда. Вона виявилася меншою за половину щільності заліза та нижчою, ніж вважалося раніше (3,4 г/см3 проти попередньої оцінки у 4,5 г/см3). Це навело астрономів на думку про пористу структуру астероїда, що, ймовірно, вказує на його формування через повторну акумуляцію матеріалу після сильного зіткнення.
Нарешті, отримана інформація надала вченим можливість заглянути в минуле супутників Клеопатри. На думку Марші і його колег, колись Алекс-Геліос і Клео-Селена утворилися з уламків астероїда — його пориста структура й майже критична швидкість обертання означають, що навіть відносно слабкого удару могло вистачити, щоб відламати дрібні фрагменти від його поверхні.
Клеопатра, без сумніву, заслуговує на подальше вивчення, і Марші планує використати для цього Надзвичайно Великий Телескоп ESO (ELT): “Я з величезним нетерпінням чекаю на можливість направити ELT на Клеопатру, щоб пошукати навколо неї нові супутники та визначити їх орбіти”.
Перше дослідження опубліковано під назвою “(216) Kleopatra, a low density critically rotating M-type asteroid“.
Друге дослідження опубліковано під назвою “An advanced multipole model for (216) Kleopatra triple system“.
Джерело: ESO