Một họa sĩ minh họa của các tiểu hành tinh nhị phân Patroclus (giữa) và Menoetius. Tín dụng hình ảnh: W.M. Đài thiên văn Keck. Nhấn vào đây để phóng to
Một cặp sao chổi băng giá tương tự như những quả cầu tuyết bẩn thỉu nằm ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương đã được tìm thấy ẩn nấp trong bóng tối của Sao Mộc.
Các nhà thiên văn học tại Đại học California, Berkeley, làm việc với các đồng nghiệp ở Pháp và tại Kính viễn vọng Keck ở Hawaii, đã tính toán mật độ của một hệ thống tiểu hành tinh nhị phân đã biết có chung quỹ đạo của Sao Mộc, và kết luận rằng Patroclus và bạn đồng hành của nó có thể bao gồm chủ yếu là nước băng được bao phủ bởi một lớp bụi bẩn.
Bởi vì những quả cầu tuyết bẩn được cho là đã hình thành ở bên ngoài hệ mặt trời, từ đó chúng thỉnh thoảng bị đánh bật và cuối cùng quay lại gần mặt trời như sao chổi, nhóm nghiên cứu cho rằng tiểu hành tinh có thể hình thành cách xa mặt trời. Nó rất có thể đã bị bắt tại một trong những điểm Trojan của Sao Mộc - hai sắc lệnh nơi các mảnh vỡ thu thập trên quỹ đạo Sao Mộc - trong khoảng thời gian hệ mặt trời bên trong bị sao chổi bắn phá dữ dội, khoảng 650 triệu năm sau khi hình thành hệ mặt trời.
Nếu được xác nhận, điều này có thể có nghĩa là nhiều hoặc hầu hết trong số hàng ngàn tiểu hành tinh Trojan của Sao Mộc là những quả cầu tuyết bẩn có nguồn gốc từ mặt trời xa hơn và cùng lúc với các vật thể hiện đang chiếm giữ Vành đai Kuiper.
Nhà lãnh đạo nghiên cứu Franck Marchis, một nhà thiên văn học nghiên cứu tại UC Berkeley cho biết, người ta nghi ngờ rằng Trojans là những vật thể nhỏ của Vành đai Kuiper.
Marchis và các đồng nghiệp từ Viện nghiên cứu M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et Tính d '?? bf? Ph ?? bf? M ?? bf? Ride (IMCCE) tại Observatoire de Paris và từ WM Đài thiên văn Keck báo cáo những phát hiện của họ trong số ra ngày 2 tháng 2 của Tự nhiên.
Kết luận của nhóm bổ sung ủng hộ cho một giả thuyết gần đây về sự tiến hóa quỹ đạo của các hành tinh lớn nhất hệ mặt trời của chúng ta, Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, được đưa ra bởi một nhóm các nhà nghiên cứu do Alessandro Morbidelli, nhà thiên văn học lý thuyết với Conseil National de Phòng thí nghiệm của Recherche Victifique của Observatoire de la Côte d'zur, Nice, Pháp.
Sơ đồ của tiểu hành tinh 617 Patroclus và bạn đồng hành của nó trong hệ mặt trời
Trong một bài báo về Thiên nhiên năm ngoái, Morbidelli và các đồng nghiệp đã đề xuất rằng sao chổi băng giá sẽ bị bắt tại các điểm Trojan của Sao Mộc trong lịch sử ban đầu của hệ mặt trời. Theo kịch bản của họ, trong vài trăm triệu năm đầu tiên sau khi sự ra đời của hệ thống năng lượng mặt trời, các hành tinh khí lớn quay quanh gần gũi hơn với ánh nắng mặt trời, được bao bọc trong một đám mây tỷ tiểu hành tinh lớn được gọi là vi thể hành tinh, có lẽ 100 km (62 dặm) trong đường kính hoặc ít hơn. Tương tác với các hành tinh này khiến các hành tinh khí lớn di chuyển ra ngoài cho đến khoảng 3,9 tỷ năm trước, khi Sao Mộc và Sao Thổ đi vào quỹ đạo cộng hưởng và bắt đầu ném các hành tinh xung quanh như confetti, một số trong số chúng rời khỏi hệ mặt trời.
Phần lớn các hành tinh còn lại định cư trên quỹ đạo ngoài Sao Hải Vương - ngày nay Vành đai Kuiper và nguồn của sao chổi trong thời gian ngắn - nhưng một số lượng nhỏ đã bị bắt trong các bản sao Trojan của các hành tinh khổng lồ, đặc biệt là Sao Mộc.
Đây là lần đầu tiên bất cứ ai xác định trực tiếp mật độ của một tiểu hành tinh Trojan và nó hỗ trợ cho kịch bản mới được đề xuất bởi Morbidelli, đồng tác giả Daniel Hestroffer, một nhà thiên văn học tại IMCEE cho biết. Các tiểu hành tinh này đã bị bắt tại các điểm Trojan vào thời điểm các hành tinh đá vẫn đang hình thành, và sự nhiễu loạn này của các hành tinh khoảng 650 triệu năm sau khi hệ mặt trời ra đời có thể tạo ra sự bắn phá muộn của mặt trăng và sao Hỏa .
Mặc dù Marchis đề cập đến kịch bản là một câu chuyện hay, nhưng ông thừa nhận rằng cần phải làm nhiều việc hơn để cung cấp hỗ trợ cho nó.
Chúng tôi cần khám phá thêm các Trojan nhị phân và quan sát chúng để xem mật độ thấp có phải là đặc điểm của tất cả các Trojans hay không, ông nói.
tiểu hành tinh Trojan là những người bị bắt trong cái gọi là Lagrange điểm của quỹ đạo của sao Mộc, nằm cùng khoảng cách từ sao Mộc như Sao Mộc là từ mặt trời - 5 đơn vị thiên văn, hoặc 465 triệu dặm. Những điểm này, một đầu và một sao Mộc khác, là những nơi là lực hấp dẫn của mặt trời và sao Mộc được cân bằng, cho phép các mảnh vụn thu thập như những con thỏ bụi trong góc phòng. Hàng trăm tiểu hành tinh đã được phát hiện tại các điểm hàng đầu (L4) và trailing (L5), mỗi quỹ đạo quay quanh điểm đó như thể trong một xoáy.
Tiểu hành tinh 617 Patroclus, ban đầu được phát hiện tại L5 và được đặt tên vào năm 1906, được phát hiện có bạn đồng hành vào năm 2001, và cho đến nay là nhị phân Trojan duy nhất được biết đến. Những người khám phá không thể ước tính quỹ đạo của các thành phần vì chúng có quá ít quan sát.
Là những thợ săn tiểu hành tinh có kinh nghiệm, Marchis và các đồng nghiệp vào tháng 8 năm nay đã phát hiện ra hệ thống tiểu hành tinh ba đầu tiên, 87 Sylvia, gần mặt trời hơn trong vành đai tiểu hành tinh chính giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, và sử dụng kính viễn vọng 8 mét mạnh mẽ của miền Nam châu Âu Kính viễn vọng rất lớn của Đài quan sát ở Chile để nghiên cứu ba vật thể. Họ đã có thể lập biểu đồ quỹ đạo của các tiểu hành tinh để ước tính mật độ của Sylvia, từ đó họ kết luận đó là một đống đá vụn, lỏng lẻo.
Đội Pháp và Mỹ đã thử kỹ thuật tương tự với Patroclus ở xa hơn, sử dụng dữ liệu hình ảnh từ Hệ thống sao hướng dẫn laser Keck II tại Đài thiên văn W. Keck trên Mauna Kea, mang lại độ phân giải sắc nét không thể có với bất kỳ kính viễn vọng mặt đất nào khác .
Trước đây, chúng ta chỉ có thể nhìn vào các vật thể gần một ngôi sao tham chiếu sáng, giới hạn việc sử dụng quang học thích nghi với một tỷ lệ nhỏ của thiên đàng, theo March Marchis. Bây giờ, chúng ta có thể sử dụng quang học thích nghi để xem hầu hết mọi điểm trên bầu trời.
Hệ thống sao dẫn hướng bằng laser sử dụng chùm tia laser để kích thích các nguyên tử natri trong một điểm nhỏ trong bầu khí quyển phía trên. Ngôi sao nhân tạo này được sử dụng để đo nhiễu loạn khí quyển, sau đó được loại bỏ bởi các gương di động của hệ thống quang học thích nghi Keck.
Với hệ thống cung cấp độ phân giải 58 mili giây chưa từng có, nhóm Keck đã thực hiện năm lần quan sát trong vùng hồng ngoại trong khoảng thời gian từ tháng 11 năm 2004 đến tháng 7 năm 2005. Marchis và các đồng nghiệp đã xác định rằng mật độ của Patroclus và bạn đồng hành của nó, có cùng kích thước và vòng tròn xung quanh chúng trung tâm của khối lượng mỗi 4,3 ngày ở khoảng cách 680 km (423 dặm), là rất thấp: 0,8 gram mỗi centimet khối, khoảng một phần ba của rock và đủ ánh sáng để nổi trong nước. Các nhà nghiên cứu kết luận rằng giả sử một thành phần đá tương tự như các mặt trăng của sao Mộc Callisto và Ganymede, các thành phần của hệ thống sẽ phải được đóng gói rất lỏng lẻo - khoảng một nửa không gian trống, một đặc tính bên trong không được mong đợi cho một hệ nhị phân có cùng kích thước, các nhà nghiên cứu kết luận .
Nhóm nghiên cứu đề xuất một thành phần hợp lý hơn của nước đá chỉ với 15% không gian mở, điều này làm cho các vật thể này tương tự như sao chổi và các vật thể Vành đai Kuiper nhỏ, được xác định là có mật độ nhỏ hơn nước.
Marchis nghi ngờ rằng hệ thống nhị phân hình thành khi một tiểu hành tinh lớn bị xé nát bởi lực kéo của Sao Mộc.
Hệ thống Patroclus hiển thị các đặc điểm tương tự như các tiểu hành tinh gần Trái đất nhị phân, được cho là đã hình thành trong cuộc chạm trán với một hành tinh trên mặt đất bằng cách chia tách thủy triều, ông nói. Trong trường hợp của một tiểu hành tinh Trojan, chỉ khi công việc của các cộng tác viên của chúng tôi được xuất bản gần đây, chúng tôi mới có thể đề xuất rằng cuộc gặp gỡ này là với Sao Mộc.
Bởi vì trong Homer xông Iliad, Patroclus là bạn đồng hành của Achilles và là anh hùng của Cuộc chiến thành Troia, Achilles sẽ là một cái tên thích hợp cho một trong hai tiểu hành tinh có cùng kích cỡ. Tuy nhiên, một tiểu hành tinh khác đã có tên Achilles, vì vậy Marchis và các cộng tác viên của ông đã đề xuất đặt tên thành viên nhỏ nhất của hệ thống nhị phân Menoetius, theo tên của cha đẻ Patroclus. Ủy ban về các tên cơ thể nhỏ của Liên minh Thiên văn Quốc tế đã tạm thời chấp nhận tên này. Các tiểu hành tinh được Menoetius là khoảng 112 km (70 dặm) đường kính, trong khi Patroclus là khoảng 122 km (76 dặm) rộng.
Ngoài Marchis, nhóm nghiên cứu còn có giáo sư thiên văn học Imke de Pater và đồng nghiệp sau tiến sĩ Michael H. Wong của UC Berkeley; Daniel Hestroffer, Pascal Descamp, J ?? bf? R ?? bf? Me Berthier và Fr ?? bf? D ?? bf? Ric Vachier of the Acadut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et de Tính des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? rides (IMCCE); và Antonin Bouchez, Randall Campbell, Jason Chin, Marcos van Dam, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul Stomski, Doug Summers và Peter Wizinovich của Đài thiên văn W. Keck.
Dự án được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ từ Quỹ khoa học quốc gia thông qua Trung tâm khoa học và công nghệ quang học thích ứng và Cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia. Hầu hết các dữ liệu thu được tại Đài thiên văn W. Keck, được vận hành như một sự hợp tác khoa học giữa Viện Công nghệ California, Đại học California và NASA, với các quan sát bổ sung tại Đài quan sát Gemini do Hiệp hội các trường đại học nghiên cứu. trong Astronomy, Inc., theo thỏa thuận hợp tác với NSF thay mặt cho sự hợp tác của Song Tử.
Nguồn gốc: UC Berkeley Tin tức phát hành
