Pressemeddelelse

"Kødben" i rummet - ESO tager det hidtil bedste billede

9. september 2021

Med European Southern Observatory’s Very Large Telescope (ESO’s VLT) har en gruppe astronomer optaget det skarpeste og mest detaljerede billede til dato af asteroiden Kleopatra. Ud fra observationerne har forskerne konstrueret en 3D-model, og beregnet massen for denne specielle asteroide, som ligner et kødben. Forskningsresultatet antyder med større nøjagtighed end tidligere hvordan asteroiden og de to måner, som kredser om den, er dannet.

"Kleopatra er helt sikkert noget ganske enestående i vores Solsystem," siger Franck Marchis, som er astronom ved SETI Institute i Mountain View, USA og ved Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Frankrig. Han er hovedforfatter til en artikel om asteroiden, som offentliggøres idag i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics. "Takket være studiet af de underlige objekter og fænomener gør videnskaben store fremskridt. Jeg tror, at Kleopatra er sådan en særling, og hvis vi kan forstå dette sammensatte og flerdobbelte asteroidesystem, kan vi også lære mere om vores Solsystem."

Kleopatra kredser om Solen i Asteroidebæltet imellem Mars og Jupiter. Astronomerne har kaldt den "kødbenet" siden radarobservationer for omkring 20 år siden afslørede, at den består af to klumper forbundet med en tyk "arm". I 2008 opdagede Marchis og hans kolleger, at der kredser to måner omkring Kleopatra. De har fået navnene AlexHelios og CleoSelene efter to af den ægyptiske dronnings børn.

For at finde ud af mere om Kleopatra, har Marchis og forskerholdet optaget billeder af asteroiden på forskellige tidspunkter imellem 2017 og 2019 med instrumentet Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) på ESO’s VLT. Asteroiden roterer, og derfor har det været muligt at se den fra forskellige vinkler, så man har kunnet danne den til dato mest nøjagtige 3D-model af den. Det har sat begrænsninger på asteroidens kødbensfacon og på dens volumen. Det viser sig, at den ene ende af "kødbenet" er større end den anden, og hele længden er omkring 270 kilometer.

I en anden artikel, som også offentliggøres i Astronomy & Astrophysics, med Miroslav Brož fra Karlsuniversitetet i Prag som hovedforfatter, beskriver forskerne hvordan de også har brugt observationerne med SPHERE til af bestemme de korrekte baner for Kleopatras to måner. Der har tidligere været anslåede beregninger af månernes baner, men de nye observationer med ESO’s VLT har vist, at månerne ikke var der, hvor de ældre beregninger forudså.

"Det måtte vi finde ud af," siger Brož. "Når månebanerne var forkerte, var alt andet også forkert; inclusive Kleopatras masse." Takket være de nye observationer og noget avanceret modelarbejde, er det lykkedes for forskerne at beskrive præcist hvordan Kleopatras tyngdekraft påvirker månernes bevægelser, og de indviklede kredsløbsbaner for AlexHelios og CleoSelene. Ud fra det har det så været muligt også at bestemme asteroidens mass, og det viser sig, at den er 35% mindre end tidligere beregnet.

Ved at kombinere de nye beregninger for volumen og masse, har astronomerne kunnet beregne en ny værdi for asteroidens tæthed. Den har den halve tæthed af jerns, og det er lavere end tidligere antaget [1]. Forskerne mener, at Kleopatra er metallisk, men den lave tæthed tyder på, at den er porøs, og måske blot en "dynge klumper". Det betyder, at den sandsynligvis er dannet da noget materiale samlede sig igen i rummet efter et gigantisk sammenstød.

Kleopatras løse struktur og dens rotation giver også en antydning af, hvordan de to måner kan være dannet. Asteoriden roterer med en næsten kritisk omdrejningshastighed (som er den hastighed, hvor den er lige ved at blive revet i stykker), og selv små nedslag vil kunne slynge sten væk fra overfladen. Marchis og forskerholdet mener, at disse småsten med tiden kan have samlet sig til AlexHelios og CleoSelene, så Kleopatra faktisk har født sine to måner.

De nye billeder af Kleopatra og den viden, som de har bibragt, er kun mulige takket være et af de avancerede systemer til adaptiv optik, som er monteret på ESOs VLT. VLT befinder sig i Atacamaørkenen i Chile, og adaptiv optik bruges til at fjerne de billedforvrængninger, som Jordens atmosfære skaber, og som gør, at billeder taget fra jordoverfladen altid vil være noget slørede - det er den samme effekt, som får stjernerne til at funkle. Takket være disse optiske korrektioner, har SPHERE kunnet tage billeder af Kleopatra, som var 200 millioner kilometer væk fra Jorden, da den var tættest på, selvom den på himlen fyldte hvad der svarer til en golfbold omkring 40 kilometer væl.

ESOs nye Extremely Large Telescope (ELT) får endnu mere avanceret adaptiv optik, og dermed bliver det ideelt til at tage billeder af fjerne asteroider som for eksempel Kleopatra. "Jeg kan næsten ikke vente til jeg kan rette ELT imod Kleopatra, for at se, om der er flere måner, og for at kunne beregne endnu bedre baner, som viser os finere detaljer," tilføjer Marchis.

ELT forventes at kunne tages i brug i 2027.

Noter

[1] Den senest beregnede tæthed er 3,4 gram per cubikcentimeter, og tidligere mente man, at Kleopatra havde en gennemsnitstæthed på omkring 4,5 gram per kubikcentimeter. Tæthed er i denne sammenhæng det samme som massefylde.

Mere information

Forskningsresultaterne her, baseret på observationer med SPHERE på ESOs VLT (Principal Investigator: Pierre Vernazza), bliver præsenteret i to artikler i Astronomy & Astrophysics.

Forskerholdet bag artiklen med titlen “(216) Kleopatra, a low density critically rotating M-type asteroid” består af F. Marchis (SETI Institute, Carl Sagan Center, Mountain View, USA and Aix Marseille University, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, France [LAM]), L. Jorda (LAM), P. Vernazza (LAM), M. Brož (Institute of Astronomy, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, Prague, Czechia [CU]), J. Hanuš (CU), M. Ferrais (LAM), F. Vachier (Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC University Paris 06 and Université de Lille, France [IMCCE]), N. Rambaux (IMCCE), M. Marsset (Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, MIT, Cambridge, USA [MIT]), M. Viikinkoski (Mathematics & Statistics, Tampere University, Finland [TAU]), E. Jehin (Space sciences, Technologies and Astrophysics Research Institute, Université de Liège, Belgium [STAR]), S. Benseguane (LAM), E. Podlewska-Gaca (Faculty of Physics, Astronomical Observatory Institute, Adam Mickiewicz University, Poznan, Poland [UAM]), B. Carry (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, France [OCA]), A. Drouard (LAM), S. Fauvaud (Observatoire du Bois de Bardon, Taponnat, France [OBB]), M. Birlan (IMCCE and Astronomical Institute of Romanian Academy, Bucharest, Romania [AIRA]), J. Berthier (IMCCE), P. Bartczak (UAM), C. Dumas (Thirty Meter Telescope, Pasadena, USA [TMT]), G. Dudziński (UAM), J. Ďurech (CU), J. Castillo-Rogez (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena,USA [JPL]), F. Cipriani (European Space Agency, ESTEC - Scientific Support Office, Noordwijk, The Netherlands [ESTEC]​​), F. Colas (IMCCE), R. Fetick (LAM), T. Fusco (LAM and The French Aerospace Lab BP72, Chatillon Cedex, France [ONERA]​​), J. Grice (OCA and School of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, UK [OU]), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (Laboratoire Atmosphères, Milieux et Observations Spatiales, CNRS [CRNS] and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, Guyancourt, France [UVSQ]), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE and Sección Física, Departamento de Ciencias, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Perú [PUCP]), T. Santana-Ros (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, Spain [UA] and Institut de Ciéncies del Cosmos, Universitat de Barcelona, Spain [UB]), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC), og B. Yang (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO]).

Forskerholdet bag artiklen med titlen “An advanced multipole model for (216) Kleopatra triple system” består af M. Brož (CU), F. Marchis (SETI and LAM), L. Jorda (LAM), J. Hanuš (CU), P. Vernazza (LAM), M. Ferrais (LAM), F. Vachier (IMCCE), N. Rambaux (IMCCE), M. Marsset (MIT), M. Viikinkoski (TAU), E. Jehin (STAR), S. Benseguane (LAM), E. Podlewska-Gaca (UAM), B. Carry (OCA), A. Drouard (LAM), S. Fauvaud (OBB), M. Birlan (IMCCE and AIRA), J. Berthier (IMCCE), P. Bartczak (UAM), C. Dumas (TMT), G. Dudziński (UAM), J. Ďurech (CU), J. Castillo-Rogez (JPL), F. Cipriani (ESTEC​​), F. Colas (IMCCE), R. Fetick (LAM), T. Fusco (LAM and ONERA), J. Grice (OCA and OU), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (CNRS and UVSQ), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE and PUCP), T. Santana-Ros (UA and UB), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC), og B. Yang (ESO).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. På Paranalobservatoriet kommer ESO også til at være vært for Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme gammastråleobservatorium. ESO er en af de største partnere i de to anlæg på Chajnantorhøjsletten,  APEX og ALMA, som er Verdens største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Artikel 1
• Artikel 2
• Fotos af VLT

Er du journalist: her kan du abonnere på vore pressemeddelelser under embarbo med dit eget sprog

Er du forsker og har du en god historier? Så send den til os her

Kontakter

Franck Marchis
SETI Institute and Laboratoire d’Astrophysique de Marseille
Mountain View and Marseille, France and USA
Mobil: +1-510-599-0604
E-mail: fmarchis@seti.org

Miroslav Brož
Charles University
Prague, Czechia
E-mail: mira@sirrah.troja.mff.cuni.cz

Pierre Vernazza
Laboratoire d’Astrophysique de Marseille
Marseille, France
Tel: +33 4 91 05 59 11
E-mail: pierre.vernazza@lam.fr

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2113 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.