2011.05.10. - Aszteroidák ütközésének nyomát örökítették meg űrteleszkópok

A Hubble és a Swift űrteleszkóp megfigyelései alapján a Scheila nevű kisbolygó múlt év végi váratlan kifényesedése legjobban egy nála jóval kisebb aszteroidával történt ütközéssel magyarázható.

2010. december 11-én a University of Arizona földközelítő aszteroidák után kutató keresőprogramja, a Catalina Sky Survey kutatói észlelték, hogy a Scheila nevű kisbolygó fényessége hirtelen a várt kétszeresére nőtt, és körülötte egy halvány, az üstökösöknél szokásos kóma fejlődött ki. A korábbi észleléseiket áttekintve arra a következtetésre jutottak, hogy a kitörés valamikor november 11. és december 3. között kezdődött. Az üstökösökkel ellentétben a kisbolygókat sokáig inaktív objektumoknak tekintették, melyek felszínét, alakját, méretét, sűrűségét csak az ütközéseik alakítják. Az utóbbi években azonban ez a viszonylag egyszerű kép kezd bonyolultabbá válni, ugyanis néhány, korábban kisbolygóként katalogizált objektum pályája bizonyos szakaszain egyérteleműen üstökösaktivitáshoz hasonló jegyeket mutat, melyek akár hónapokig is fennmaradhatnak. Mások rövidebb kitöréseket produkálnak, de alkalmanként a belső folymatoknak vagy az ütközéseknek köszönhetően jeges anyag kidobódása is megfigyelhető.

A NASA Swift űrteleszkópjával és a HST-vel közvetlenül a Scheila kifényesedésének felfedezése után elvégzett megfigyelések azt sugallják, hogy a jelenség legjobban egy jóval kisebb aszteroida becsapódásával magyarázható. Dennis Bodewits (University of Maryland), a Swift-észlelések vezető kutatója szerint a 113 kilométer átmérőjű, a Mars és a Jupiter közti kisbolygóövben 5 éves periódussal keringő égistest esete azért is különleges, mert ez az első alkalom, hogy aszteroidák ütközésének következményeit néhány héttel az esemény bekövetkezte után sikerült detektálni, még jóval azelőtt, hogy az ütközés bizonyítékai elhalványodtak volna. A Hubble-csoport vezetője, David Jewitt (UCLA) szerint mivel a HST által készített felvételeken nem látszanak elkülöníthető ütközési törmelékek - mint a 2009-ben elsőként azonosított kisbolygóütközés (P/2010 A2) esetében -, ezért a legegyszerűbb magyarázat az lehet, hogy egy körülbelül 30-40 méteres test csapódott a Scheilába.

A felvétel 2010. december 27-én készült a HST WFPC3 kamerájával az (596) Scheila kisbolygóról, melynek távolsága akkor mintegy 350 millió kilométer volt. Az aszteroidát egy C alakú, a becsapódás következtében létrejött porfelhő (kóma) veszi körül, de jól azonosítható egy szintén porból álló egyenes csóva is a kisbolygó mögött. A mintegy 110 kilométer átmérőjű aszteroida képe túlexponált, hogy a halvány por részletei jobban kivehetők legyenek.
[NASA, ESA, Z. Levay (STScI)]

Három nappal a kitörés felfedezése után a Swift űrtávcső ultraibolya/optikai teleszkópja (UVOT) felvételsorozatot és színképeket rögzített a Scheiláról. A Nap ultraibolya sugárzása roncsolja az üstökösök magjából felszabaduló gázmolekulákat, hatására például a vízgőz molekulái hidroxil gyökre és hidrogénre hasadnak. Az UVOT-színképekben azonban se a hidroxil, se az üstökösök kómájában szintén gyakori cianogén emissziójának nincs nyoma. A gáz hiánya a Scheila körül arra sarkallta a Swift kutatóit, hogy elvessék az aktivitás következtében kidobódott jeges anyagot mint a kifényesedés magyarázatát. A felvételek szerint a kisbolygót északról és délről is egy-egy porcsomó veszi körül (az előbbi a fényesebb), a C alakú struktúrát alkotó apró, a becsapódás következtében keletkezett porszemcséket a napsugárzás fújta el a felszíntől. A Hubble ez a halványuló porfelhőt észlelte 2010. december 27. és 2011. január 4. között.

A bekarikázott rész a Swift UVOT teleszkópjával 2010. december 15-én készült felvétel a Scheila kisbolygóról és közvetlen környezetéről, az adott égterület DSS-ből kimásolt képére montírozva. Az aszteroida távolsága ekkor 371 millió kilométer volt. A kisbolygó képe a por jobb láthatósága érdekében szintén túlexponált.
[NASA/Swift/DSS/D. Bodewits (University of Maryland, College Park)]

A két kutatócsoport elképzelése szerint a picinyke aszteroida mintegy 30 fokos szög alatt találta el a Scheila felszínét, egy körülbelül 300 méter átmérőjű krátert ütve abban. Laboratóriumi kísérletek azt mutatják, hogy nagyobb szögű, meredekebb ütközés nem okozott volna két elkülöníthető porcsomót. A becslések alapján az ütközés több mint 660 ezer tonna port lökött ki, ami körülbelül kétszerese az Empire State Building tömegének és Michael Kelley (University of Maryland) szerint tízezerszerese annak az anyagmennyiségnek, amit a Deep Impact szonda becsapódása robbantott ki a 9P/Tempel 1 üstökösből. Ez utóbbi anyag sok jeget tartalmazott, így a Scheila esetében a jég hiánya azt jelzi, hogy belső felépítése alapvetően tér el az üstökösökétől.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal Letters c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• STScI-2011-13