Teleskop Nowej Technologii (NTT), należący do ESO, został użyty do znalezienia pierwszego dowodu na to, że planetoidy mogą mieć znacznie zróżnicowaną strukturę wewnętrzną. Dzięki wykonaniu niesamowicie precyzyjnych pomiarów astronomowie odkryli, że różne części planetoidy Itokawa mają różne gęstości. Odkrycie co znajduje się pod powierzchnią może oprócz ujawnienia sekretów powstania planetoidy, rzucić także światło na to, co dzieje się z obiektami, które zderzają się w Układzie Słonecznym, a nawet dostarczyć wskazówek dotyczących powstawania planet.

Dzięki bardzo dokładnym obserwacjom naziemnym, Stephen Lowry (University of Kent, Wielka Brytania) wraz ze współpracownikami zmierzyli prędkość z jaką obraca się planetoida (25143) Itokawa i w jaki sposób tempo obrotu zmienia się w czasie. Naukowcy połączyli obserwacje z nowym modelem teoretycznym opisującym sposób wypromieniowywania ciepła przez planetoidy.

Ta mała planetoida jest interesującym obiektem, gdyż ma dziwny kształt podobny do orzecha ziemnego, co odkryto w 2005 roku dzięki japońskiej sondzie kosmicznej Hayabusa. W celu zbadania wewnętrznej struktury obiektu, zespół Lowry’ego przeanalizował zdjęcia wykonane od 2001 do 2013 roku m.in. przez Teleskop Nowej Technologii (NTT – New Technology Telescope) w Obserwatorium ESO La Silla w Chile [1], aby zmierzyć zmiany jasności zależne od rotacji. Dane zostały następnie użyte do wywnioskowania bardzo dokładnego okresu obrotu planetoidy i ustalenia jego zmian w czasie. Po połączeniu z wiedzą o kształcie obiektu badacze mogli zbadać jego wnętrze – po raz pierwszy ukazując złożoność jądra [2].

Po raz pierwszy byliśmy w stanie ustalić jak wygląda wnętrze planetoidy” – wyjaśnia Lowry. – “Okazuje się, że Itokawa ma bardzo zróżnicowaną strukturę – odkrycie jest znaczącym krokiem w stronę zrozumienia skalistych ciał Układu Słonecznego“.

Planetoida 25143 Itokawa sfotografowana przez sondę Hayabusa z odległości 4,7 km.

Na rotację planetoid i innych małych ciał w przestrzeni kosmicznej może mieć wpływ światło słoneczne. Zjawisko to, znane jako efekt YORP (skrót od nazwisk Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack), zachodzi gdy zaabsorbowane światło słoneczne jest remitowane z powierzchni obiektu w formie ciepła. Gdy kształt planetoidy jest bardzo nieregularny, ciepło nie jest wypromieniowywane równomiernie, co wywołuje niewielki, ale ciągły moment obrotowy działający na ciało, zmieniając tempo rotacji [3], [4].

Zespół Lowry’ego zmierzył, że efekt YORP powoli przyspiesza tempo, w jakim obraca się Itokawa. Zmiana w prędkości rotacji jest niewielka – zaledwie 0,045 sekundy na rok. Jednak jest to wartość zdecydowanie różna od spodziewanej i może być wyjaśniona jedynie jeśli dwie części planetoidy w kształcie orzeszka ziemnego mają różne gęstości.

Po raz pierwszy astronomowie uzyskali dowód na znaczącą różnorodną strukturę wewnętrzną planetoid. Do tej pory o własnościach wnętrz planetoid można było wnioskować jedynie na podstawie ogólnych ocen gęstości całkowitej. To niespotykane spojrzenie na zróżnicowane wnętrze asteroidy Itokawa doprowadziło do wielu spekulacji na temat jej powstawania. Jedną z możliwości jest uformowanie z dwóch składników podwójnej planetoidy, po tym jak zderzyły się ze sobą i połączyły.

Lowry dodał: “Odkrycie, że planetoidy nie mają jednorodnych wnętrz, ma daleko idące konsekwencje, w szczególności dla modeli powstawania planetoid podwójnych. Może także pomóc w pracach nad zredukowaniem niebezpieczeństwa zderzenia asteroidy z Ziemią, a także w planach przyszłych podróży do tych skalistych ciał“.

Nowa możliwość badania wnętrza planetoidy jest istotnym krokiem naprzód i może pomóc w odkryciu wielu sekretów tych tajemniczych obiektów.

Uwagi

[1] Oprócz danych z NTT, pomiary jasności pochodziły także z następujących teleskopów: Palomar Observatory 60-inch Telescope (Kalifornia, USA), Table Mountain Observatory (Kalifornia, USA), Steward Observatory 60-inch Telescope (Arizona, USA), Steward Observatory 90-inch Bok Telescope (Arizona, USA), 2-metre Liverpool Telescope (La Palma, Hiszpania), 2.5-metre Isaac Newton Telescope (La Palma, Spain) oraz Palomar Observatory 5-metre Hale Telescope (Kalifornia, USA).

[2] Okazało się, że gęstość wnętrza zmienia się od 1,75 do 2,85 grama na centymetr sześcienny. Obie te gęstości odnoszą się do osobnych części Itokawy.

[3] Prosta analogia dla efektu YORP: jeżeli ktoś świeciłby wystarczająco intensywnym strumieniem światła na śmigło, to powoli zaczęłoby ono się obracać.

[4] Lowry i jego współpracownicy jako pierwsi zaobserwowali efekt “w akcji” w przypadku małej planetoidy 2000 PH5 (obecnie znanej jako 54509 YORP, zobacz także eso0711). Instrumenty ESO odegrały główną rolę również w tych wcześniejszych badaniach.

Autor

Redakcja AstroNETu
Redakcja AstroNETu