septembre 22, 2021

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L’astéroïde ‘Dog-Bone’ est plus étrange qu’on ne l’imaginait

Une image traitée montrant Cléopâtre telle qu'elle est apparue en 2017.

Une image traitée montrant Cléopâtre telle qu’elle est apparue en 2017.
photo: Algorithme ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL (ONERA/CNRS)

Les astronomes ont capturé les meilleures images à ce jour de Cléopâtre, un astéroïde de 168 milles de large surnommé « Os de chien » en raison de sa forme inhabituelle. Les dernières observations fournissent de nouvelles informations sur la forme de l’objet et rotation instable Et quelle est la probabilité que ses lunes soient apparues.

Nous pouvons maintenant ajouter confortablement l’astéroïde Cléopâtre parmi les objets les plus étranges du système solaire. En plus de sa forme inhabituelle en forme d’os, il abrite deux petites lunes Et Il a une densité nettement plus faible d’un corps métallique. De plus, Cléopâtre tourne si vite le long de son axe qu’elle risque de s’effondrer totalement. En fait, ce taux de rotation rapide peut expliquer la présence de ses deux lunes, appelées AlexHelios et CleoSelene.

Telles sont les conclusions de deux nouveaux articles publiés aujourd’hui dans le Journal of Astronomy and Astrophysics. Les premier papier Il s’agit d’une enquête sur les propriétés physiques d’un astéroïde, telles que la forme et la composition chimique, et Dirigé par Frank Marchis, astronome planétaire à l’Institut SETI et directeur scientifique d’Unistellar. Les deuxième papier Il a analysé les caractéristiques orbitales du corps et de ses lunes, et était dirigé par Miroslav Broch, un astronome de l’Université Charles en République tchèque.

L'astéroïde Cléopâtre vu sous plusieurs angles.

L’astéroïde Cléopâtre vu sous plusieurs angles.
photo: Algorithme ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL (ONERA/CNRS)

Marches a crédité le très grand télescope de l’Observatoire européen austral Pour rendre ces découvertes possibles. En effet, Cléopâtre peut être relativement grande – 168 miles (270 km) le long de son axe – mais elle est loin, Dans la ceinture principale d’astéroïdes entre Mars et Jupiter, ce qui la rend très faible. Un astéroïde ne s’approche jamais de la Terre à environ 120 millions de miles (200 millions de km).

Pour connaître les détails de la forme de Cléopâtre et découvrir ses lunes, Marches a expliqué dans un e-mail : “Nous devons surmonter l’influence brumeuse de l’atmosphère terrestre.” “C’est possible grâce à l’optique adaptative sur un télescope aussi grand que le VLT.” TPour atteindre le niveau de qualité souhaité, l’équipe a utilisé l’instrument SPHERE (Exoplanet High Contrast Polarization Spectroscopy) attaché au VLT.

SPHERE est l’un de ces-La génération de systèmes d’optique adaptative est désormais capable de fonctionner en lumière visible “, a déclaré Marches. ” Par conséquent, Il fournit des images en lumière optique – dans ce cas rouge – avec la pleine résolution d’un télescope de 8 mètres, comme si le VLT était dans l’espace. Il a ajouté : “Grâce à l’incroyable qualité d’image, nous pouvons maintenant voir des détails sur la forme de l’astéroïde, et voir les lobes et le pont qui les relie.”

Les astronomes connaissent cet objet depuis longtemps. Cléopâtre a été découverte par l’astronome tchèque Johan Baleza en 1880, qui est Cela semble devenir de plus en plus étrange à chaque note suivante. Les astronomes ont découvert les deux premières lunes en 1980, à la suite d’une éclipse fortuite. Des observations radar en 2000 ont indiqué une forme très inhabituelle, ce qui l’a amené à être appelé « astéroïde en os de chien », car le corps semble avoir deux lobes reliés par un « cou » relativement étroit. En 2011, une équipe dirigée par Marches a annoncé la découverte d’une deuxième lune, qu’elle avait trouvée à l’aide du télescope optique Keck II. Les lunes ont été officiellement reconnues et nommées pour les enfants de Cléopâtre.

Une image montrant une comparaison de la taille de Cléopâtre avec le nord de l'Italie.

Une image montrant une comparaison de la taille de Cléopâtre avec le nord de l’Italie.
photo: ESO/m. Kornmeser/Marchis et al.

malgré ça Remarques, de nombreuses questions demeurent. Les orbites d’AlexHelios et CleoSelene ont dû être rapprochées Puisque nous avons quelques points de données,“Et Cléopâtre de forme similaire, ‘Nous ne pouvons donc pas dire avec certitude la densité de l’astéroïde ou l’origine des lunes'”, a expliqué Marches.. “Nous savions déjà que ce triple système d’astéroïdes était unique en raison de sa forme [Kleopatra]. D’autres questions en suspens étaient liées à la taille, à l’orbite et à la rotation du corps.En conséquence, de nouvelles études élargissent considérablement notre compréhension de ce système tertiaire unique.

Notez l’équipe Cléopâtre et ses lunes En 2017 et 2019 sous différents angles, résultant en une vue 3D de l’astéroïde. L’équipe a une meilleure idée Taille J’ai appris que l’un de ses lobes est plus gros que l’autre.

De plus, ils J’ai finalement déterminé les orbitales exactes de lunes. Il s’est avéré que les estimations précédentes étaient complètement fausses, ce qui a conduit à des conclusions erronées. Les calculs orbitaux mis à jour sont importants car cela leur a permis de calculer la masse et le rayon réels de l’astéroïde (ou du moins, une estimation améliorée de ces facteurs), a déclaré Miroslav Broch, astronome de l’Université Charles en République tchèque et premier auteur du deuxième papier.

Vues des lobes de Cléopâtre, vues sous plusieurs angles.

Vues des lobes de Cléopâtre, vues sous plusieurs angles.
photo: Marches et al., 2021

Une autre découverte majeure indique que l’astéroïde est en orbite proche de sa vitesse critique. Plus vite, c’est le risque d’effondrement. Le corps tourne une fois toutes les cinq heures.

“En fait, nous savons que plus précisément, il s’agit de 5,3852827 heures”, a déclaré Broy dans un e-mail. “Cela peut sembler normal pour un astéroïde, mais Cléopâtre est si grande que la vitesse de rotation à son extrémité est très proche de la vitesse de fuite.” Brož fait référence à La vitesse nécessaire à un objet pour échapper aux limites de sa gravité. Il soupçonne que si Coepatra entre en collision avec un autre astéroïde, cela pourrait entraîner une rotation plus rapide, le faisant se désintégrer de lui-même.

Avec les orbitales correctes sélectionnées, l’équipe a trouvé un nombre pour N.-É.bloc léopâtre 35% de moins que les estimations précédentes. Cléopâtre est un corps métallique, mais il semble avoir moins de la moitié de la densité du fer. Cela indique que l’astéroïde est un « monticule de gravats » poreux formé par un impact majeur. Kleopatra est un conglomérat relativement lâche de petits objets, mais en raison de son taux de rotation élevé, il peut en fait cracher des débris dans l’espace. Et en fait, cela peut expliquer comment AlexHelios et CleoSelene sont nés.

Vues de Cléopâtre, montrant où les forces gravitationnelles et l'accélération centrifuge à travers l'astéroïde sont distribuées.  Ces forces sont les plus sévères dans les lobes.

Vues de Cléopâtre, montrant où les forces gravitationnelles et l’accélération centrifuge à travers l’astéroïde sont distribuées. Ces forces sont les plus sévères dans les lobes.
photo: Marches et al., 2021

« En raison de la forme et de la rotation de l’astéroïde principal, nous avons calculé que certaines régions de Cléopâtre sont C’est instable, ce qui signifie que la roche là-bas sera éjectée “, a expliqué Marches. ” Nous ne pouvons pas encore le prouver, mais il est probable que les lunes étaient en effet les enfants d’un astéroïde majeur, éjecté après une collision inclinée. Et il a été formé par l’accumulation de ces cailloux et des roches éjectées.

Les astronomes connaissent d’autres astéroïdes très allongés, tels que l’astéroïde troyen 624 Hector et l’astéroïde de la ceinture principale 121 Hermione. Marches a dit que ce n’était probablement pas une pièce de monnaielà-basDremploim que les deux thoLes astéroïdes ont leurs propres lunes.

L’équipe a également appris de nouvelles choses sur les deux lunes. AlexHelios c’est le footrther des deux, il est à 407 miles (655 km) de Cléopâtre, tandis que Cléocline est à 310 miles (499 km) de distance (mesuré à partir du centre de Cléopâtre). Les lunes ont une taille légèrement inférieure à 10 km. Et peut-être sphérique, mais les scientifiques ne le savent pas vraiment.

“Nous espérons qu’ils seront observés à l’avenir, lors de l’événement de disparition, lorsque Cléopâtre et les lunes passeront devant une étoile, afin que les observateurs sur Terre puissent mesurer leurs ombres”, a déclaré Broy.

En regardant vers l’avenir, l’équipe aimerait remesurer les orbites des lunes, ce qu’elle prévoit de faire l’année prochaine. qu’ils anticipation Pour trouver une anomalie dans leur mouvement, en raison des effets des marées et des perturbations inattendues dues à la forme inhabituelle de Cléopâtre. Trouver une troisième lune n’est pas au-delà du domaine des possibilités, a déclaré Marches.

En fait, les astronomes ont observé cette OS de chien Un astéroïde depuis plus de 140 ans, et il n’y a aucune raison de croire qu’il ne continuera pas à devenir bizarre.

Suite: C’est l’une des choses les plus étranges jamais découvertes dans le système solaire.

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