Jak wyglądają planetoidy?

Międzynarodowy zespół naukowców, w tym z Polski, opublikował wyniki obserwacji planetoid (asteroid) wykonane przy pomocy teleskopu VLT należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). Pokazano fotografie kilkudziesięciu z największych obiektów w głównym pasie planetoid pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza

W komunikacie opublikowanym przez ESO podkreślono, że dokładne zdjęcia dla tak dużej grupy planetoid są skokiem naprzód w badaniach tych obiektów. Obserwacje pokazują szeroki zakres dziwnych kształtów, od sferycznych do psiej kości, pomagając astronomom w poznawaniu początków planetoid w Układzie Słonecznym.

"Jak dotąd jedynie trzy duże obiekty z pasa głównego: Ceres, Westa i Lutetia, zostały sfotografowane z odpowiednim poziomem detali, ponieważ odwiedziły je misje kosmiczne Dawn i Rosetta. Nasze obserwacje z ESO dostarczyły ostrych obrazów dla wielu więcej celów, łącznie 42" - wskazał Pierre Vernazza z Laboratoire d'Astrophysique de Marseille we Francji, który kierował badaniami.

Brak szczegółowych obserwacji oznaczał, że kluczowe charakterystyki tych ciał, takie jak trójwymiarowe kształty czy gęstość, pozostawały w większości nieznane. Aby wypełnić tę lukę, naukowcy prowadzili obserwacje od 2017 do 2019 roku.

Większość zbadanych obiektów ma więcej niż 100 km średnicy, w tym udało się sfotografować prawie wszystkie największe, mierzące ponad 200 km (20 obiektów spośród 23 tej wielkości znajdujących w głównym pasie planetoid). Największe zbadane obiekty to Ceres (940 km) i Westa (520 km), z których pierwsza jest nawet kategoryzowana jako planeta karłowata. Z kolei najmniejsze w analizowanej próbce są Urania i Ausonia mające po około 90 km.

Rekonstrukcja kształtów pokazała, że obserwowane planetoidy są podzielone na dwie główne rodziny. Pierwszą stanowią ciała prawie idealnie sferyczne (np. Hygiea i Ceres), a drugą obiekty o nietypowych, wydłużonych kształtach (najbardziej dziwaczna wydaje się tutaj Kleopatra o kształcie podobnym do psiej kości).

Znając kształty i łącząc je z informacjami o masach, można było wyznaczyć gęstości. Ten parametr okazał się bardzo różnorodny. Najmniej gęste planetoidy mają około 1,3 grama na centymetr sześcienny, co odpowiada mniej więcej gęstości węgla. Z kolei najbardziej gęste, Psyche i Kaliope, mają 3,9 i 4,4 grama na centymetr sześcienny, a to więcej niż diamenty (mające gęstość 3,5 grama na centymetr sześcienny).

Tak znaczne różnice w gęstości mogą wskazywać na spore różnice w składzie tych ciał, a to z kolei może oznaczać, że pochodzą z różnych rejonów Układu Słonecznego. Być może więc słuszna jest hipoteza, że najmniej gęste planetoidy powstały w odległych rejonach Układu Słonecznego, daleko poza orbitą Neptuna, a potem dokonały migracji do swoich obecnych pozycji.

Naukowcy mają nadzieję, że gdy za kilka lat obserwacje zacznie Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), budowany obecnie przez Europejskie Obserwatorium Południowe, będzie można badać z powierzchni Ziemi planetoidy o mniejszych średnicach, od 35 do 80 km, a także kratery na ich powierzchniach mierzące od 10 do 25 km. Niewykluczone, że uda się też wtedy odpowiednio sfotografować kilkadziesiąt obiektów z pasa Kuipera, który jest dużo bardziej oddalonym od nas skupiskiem obiektów podobnych do planetoid.

Wśród autorów artykułu opublikowanego w czasopiśmie "Astronomy & Astrophysics" jest wiele polskich nazwisk: Edyta Podlewska-Gaca, Przemysław Bartczak, Grzegorz Dudziński, Agnieszka Kryszczyńska, Anna Marciniak, Tadeusz Michałowski, J. Krajewski (wszyscy: Instytut Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu) oraz Łukasz Socha (Nieborowice). Astronomowie z Poznania specjalizują się w badaniach planetoid, a w szczególności w modelowaniu ich kształtów.