2008.07.10. - A napfény hatása hozza létre a kettős aszteroidákat

Egy új modell szerint a napfény gyorsíthatja vagy lassíthatja a kisbolygók forgását, így hozzájárulhat anyagvesztésükhöz és ezáltal elősegítheti a kettős aszteroidák kialakulását.

A Naprendszerben nagyon sok kisbolygó nem magányosan rója pályáját, hanem kisebb-nagyobb kísérője társaságában. Becslések szerint a Földet megközelítő, illetve a fő kisbolygó-övben keringő, 10 km-nél kisebb átmérőjű aszteroidák 15 százaléka ebbe a kategóriába tartozik. Régóta megoldatlan kérdés, hogyan is jöttek létre ezek a kettős kisbolygók. A kutatók többsége egyetért abban, hogy nem a Naprendszer keletkezése körüli időkből származnak, azaz kell léteznie valamilyen mechanizmusnak, ami elősegíti kialakulásukat. Kézenfekvő lenne az az elképzelés, hogy a kettősök ütközések és/vagy nagybolygók szoros megközelítése során keletkeztek, ez a modell azonban nem tudja megmagyarázni magas számarányukat.

Az Ida kisbolygó és a kép jobb szélén látható kicsiny kísérője, a Dactyl.
[Galileo Project, JPL, NASA]

Újabb kutatások szerint a Nap sugárzása jelentősen befolyásolhatja a kisbolygók forgási sebességét, felgyorsíthatja, de akár le is lassíthatja azokat. A hatást az elméletet kidolgozó kutatók nevének (Yarkovsky, O'Keefe, Radzievskii, Paddack) kezdőbetűi alapján YORP-effektusnak is nevezik. Derek Richardson (University of Maryland) és két munkatársa most számítógépes modellezés alapján azt találta, hogy a forgási sebességben a termális hatásokra bekövetkező változások anyagot szakíthatnak le a kisbolygó egyenlítői területeiről. Ha a leváló törmelék darabjai az egymással történő ütközések következtében elegendő energiára tesznek szert, akkor ez az anyag egy kísérővé állhat össze.

A kisbolygó alakjának változása a tömegvesztés során. A felső sorban a kiindulási alak elnyúlt, míg a középső sorban gömbszimmetrikus. A fázisok között eltelt idő körülbelül 1000 rotációs periódus. Az alsó sorban a kisbolygó felszínén található anyagrészek leszakadása (narancssárga gömböcskék), illetve a folyamat során felszínre kerülő belső részek (fehér gömböcskék) figyelhetők meg.
[Walsh és tsai]

A kutatócsoport modelljeiben a kisbolygók tulajdonképpen a gravitáció által összetartott törmelékhalmok, melyekből a forgási sebesség növekedése esetén könnyen kiszakadhatnak apróbb darabok. A csoport egyik tagja, Kevin Walsh szerint a futtatási eredmények tökéletesen visszaadják a tesztként használt KW4 katalógusjelű kettős kisbolygó esetében észlelteket, melyről a 305 méteres arecibo-i rádióteleszkóppal készültek nagyon jó minőségű felvételek. A modell és a megfigyelések közötti kitűnő egyezés a trió harmadik tagja, Patrick Michel szerint ugyanakkor azt is jelenti, hogy a kettős kisbolygók elsősorban kisebb anyagcsomók összeállása révén keletkeztek, s ezen objektumok valójában igen porózusak, mint ezt korábban is sejtették.

A kettős aszteroida kialakulásának szimulációja. A modellben a kisbolygó középpontjában nagy részecskék (szürke gömbök) találhatók. Ez a mag az égitest teljes tömegének körülbelül 30 százalékát teszi ki. A kisbolygó külső részei kisebb darabokból (fehér gömböcskék) állnak. A leszakadó külső részekből állhat össze a kísérő.
[Walsh és tsai]

Ez utóbbi ténynek fontos szerepe lehet a Földet esetleg túlságosan megközelítő kettős kisbolygók elleni védekezési stratégia kialakításában is, hiszen az esetleges eltérítéshez szükséges energia nyilván nagyban függ az aszteroida belső szerkezetétől. Kettős kisbolygók becsapódásának nyomai szerte a Földön, de a Naprendszer más égitestjein is megtalálhatók, azt sugallva, hogy ezek az események a múltban gyakoriak voltak.

A kanadai Quebec tartományban található Clearwater-tó kráterpárja egy körülbelül 290 millió évvel ezelőtt becsapódott kettős aszteroida nyoma. A nagyobbik kráter átmérője 32, a kisebbiké pedig 22 km.
[NASA/LPI]

A kisbolygóról leszakadó részek miatt felszínre kerülő belső anyag is érdekes vizsgálatok tárgya lehet, hiszen ez már a Naprendszer keletkezési idejéből származik, hasonlóan a Deep Impact űrszonda lövedékével megbombázott Tempel 1 üstökös belsejéből kilökődött anyaghoz. Ilyen, egy kettős aszteroida főkomponenséről származó minta Földre juttatását célzó küldetés során azonban az új eredmények alapján nem kellene lefúrni a kisbolygó belsejébe, csak összegyűjteni a pólusok körül felszínre került anyagot. Michel szerint ezt célozza az ESA és a japán JAXA űrügynökség közös, egyelőre még tervezési fázisban lévő Marco Polo missziója.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazin 2008. július 10-i számában jelent meg.

Forrás:

• University of Maryland NR, 2008.07.09.
• Nature 454, 188-191 (10 July 2008)