Раскрыта природа 270-километрового астероида Клеопатра и его лун — Ин-Спейс

Он вращается вокруг Солнца в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. В момент максимального сближения с Землей расстояние до него составляет примерно 200 миллионов километров.

С помощью приемника SPHERE, смонтированного на Очень большом телескопе (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO), астрономы получили самое четкое и детальное на сегодня изображение астероида Клеопатра и его двух спутников. Наблюдения позволили с большей, чем прежде, точностью определить границы формы и массы необычного объекта, а также орбиты его лун. Исследования, представленные в журнале Astronomy & Astrophysics (раз, два), проливают свет на происхождение космической Клеопатры.

«Клеопатра – поистине уникальный объект. В науке часто бывает, что изучение странных исключений из правил приводит к значительному прогрессу. Я думаю, с Клеопатрой дело обстоит именно так. Исследование этой сложной кратной системы астероидов может помочь нам узнать больше о Солнечной системе в целом», – рассказывает Франк Марши, ведущий автор первого исследования из Института SETI (США).

2

Раскрыта природа 270-километрового астероида Клеопатра и его лун - Ин-Спейс

Снимок астероида Клеопатра и двух его спутников, полученный приемником SPHERE в 2017 году. Credit: ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Астероид Клеопатра движется вокруг Солнца в области между орбитами Марса и Юпитера. Астрономы прозвали его «собачьей косточкой» после того, как около 20 лет назад радарные наблюдения показали, что форма объекта образована двумя округлостями, соединенными толстой «шейкой». В 2008 году наблюдения выявили две луны, вращающиеся вокруг астероида, которые в честь детей египетской царицы были названы Алекс-Гелиос и Клео-Селена.

С целью подробнее изучить необычный астероид Клеопатра, команда астрономов проанализировала снимки объекта, полученные в период между 2017 и 2019 годами. Так как астероид вращается, эти данные позволили наблюдать его под разными углами, и, на основе полученного материала были построены наиболее точные на сегодняшний день трехмерные модели формы объекта.

Из этих симуляций были выведены ограничения на форму «косточки» и на объем астероида Клеопатра: оказалось, что один из округлых концов больше другого, а длина астероида примерно 270 километров.

Раскрыта природа 270-километрового астероида Клеопатра и его лун - Ин-Спейс

Сравнение размеров астероида Клеопатра и северной Италии. Credit: ESO/M. Kornmesser/Marchis et al.

Помимо более точных характеристик самого астероида, наблюдения также позволили астрономам точнее определить орбиты его спутников. Предыдущие исследования уже давали оценки параметров их орбит, однако, новые данные показали, что истинные положения лун отличаются от рассчитанных ранее.

«С этим вопросом надо было разобраться. Ведь если орбиты спутников определены неверно, то ошибочно и все остальное, в том числе масса астероида Клеопатра», – отметил Мирослав Брож, ведущий автор второго исследования из Карлового университета в Праге (Чехия).

На основе имеющихся данных и моделирования астрономы точно описали влияние гравитации Клеопатры на движения ее спутников и определить сложные орбиты Алекс-Гелиоса и Клео-Селены. Это позволило им вычислить массу астероида, которая оказалась на 35% ниже предыдущих оценок.

Раскрыта природа 270-километрового астероида Клеопатра и его лун - Ин-Спейс

Астероид Клеопатра под разными углами. Credit: ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Объединив новые оценки объема и массы, исследователи вычислили значение плотности астероида. Она оказалась равна 3,4 грамма в кубическом сантиметре, то есть меньше половины плотности железа – ниже, чем считалось прежде (4,5 грамма в кубическом сантиметре). Низкая плотность Клеопатры, при том, что объект предположительно имеет металлический состав, указывает на его пористую структуру – возможно, он мало чем отличается от «кучи булыжников». Это означает, что астероид, вероятно, образовался посредством повторной аккумуляции материала после гигантского столкновения.

Пористая структура Клеопатры и характер вращения астероида указывают и на возможный способ образования двух его спутников. Астероид вращается почти с критической скоростью, выше которой он уже начал бы разваливаться на части, и даже малые удары могут отрывать мелкие фрагменты от его поверхности. Астрономы считают, что из таких обломков и могли постепенно образоваться Алекс-Гелиос и Клео-Селена. Выходит, что Клеопатра породила свои луны.

Источник