Analiza 43-letniego zestawu obserwacji przedstawiona w najnowszym numerze “Nature” daje nowe wskazówki odnośnie możliwości powstania i ewolucji rodzin planetoid w Układzie Słonecznym.

Jedną z najbardziej znanych rodzin planetoid, należącą do głównego pasa rozciągającego się między orbitami Marsa i Jowisza, jest rodzina Koronis. Jak dotychczas udało nam się zidentyfikować ponad 200 ciał należących do tej grupy.

Dokładne badania rodzin planetoid dostarczają wielu ciekawych danych na temat zderzeń, do jakich dochodzi między ciałami Układu Słonecznego i w wyniku których one powstają.

Dotychczasowe modele teoretyczne symulujące zderzenie ciała macierzystego rodziny Koronis z inną planetoidą doprowadziły badaczy do wniosków, że ponad 200 ciał powstałych w wyniku katastrofy powinno wyróżniać się podobnymi własnościami chemicznymi i identycznym wiekiem. Nie powinno być natomiast prawie żadnych podobieństw pomiędzy okresami i nachyleniami osi rotacji, bowiem po zderzeniu każdy z powstałych obiektów powinien uzyskać dość przypadkowe ich wartości.

Najnowszy numer czasopisma “Nature” zdaje się jednak przeczyć tym modelom. Przynosi on artykuł Stephena Slivana z Massachusetts Institute of Technology w USA, analizujący krzywe zmian blasku planetoid z rodziny Koronis.

Blask każdej planetoidy na skutek jej rotacji i nieregularnego kształtu zmienia się z czasem. Najczęściej mamy do czynienia z podwójnymi sinusoidami, których okres mówi nam o okresie rotacji badanego ciała, a amplituda zmian blasku o zmiennym usytuowaniu planetoidy w stosunku do obserwatora.

Dysponując odpowiednio dużą próbką krzywych zmian blasku zebranych na dostatecznie długim odcinku czasu, astronomowie są w stanie określić dość precyzyjnie okres rotacji planetoidy, jej przybliżony kształt i położenie biegunów.

Metoda stosowana przez Slivana sprawdziła się w przypadku planetoidy Ida. Jej własności, oszacowane na podstawie wieloletnich naziemnych obserwacji, doskonale zgadzały się z tym, co ujrzała bezpośrednio sonda Galileo.

Slivan w swojej analizie wykorzystał ponad 200 krzywych zmian blasku zebranych w ciągu 43 lat dla dziesięciu największych planetoid grupy Koronis. Dane te doprowadziły go do bardzo ciekawych wniosków.

Okazało się, że okresy rotacji i nachylenia osi obiektów z grupy Koronis nie są rozłożone przypadkowo, lecz grupują się bardzo wyraźnie w dwóch miejscach. Nachylenie osi rotacji do płaszczyzny orbity tych ciał przyjmuje w zasadzie tylko dwie wartości: około 160 i 45 stopni, natomiast okresy rotacji wynoszą 0,59 lub 0,34 dnia.

Według Slivana, najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem niezgodności modeli z jego danymi obserwacyjnymi jest dużo bardziej złożony proces zderzenia, a następnie fragmentacji ciała macierzystego. Slivan sugeruje, że ogromna planetoida, będąca twórczynią rodziny Koronis, na skutek zderzenia rozpadła się na zaledwie kilka luźno związanych ciał, które następnie uległy dalszej fragmentacji. Dwie obserwowane przez niego podgrupy o podobnych własnościach byłyby więc potomkami większych pozostałości po ciele macierzystym grupy Koronis.

Autor pracy nie wyklucza jednak, że jakieś mechanizmy powodują, iż w pewnych warunkach zachowanie pobliskich planetoid staje się coraz bardziej podobne.

Autor

Marcin Marszałek