science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Near-Earth asteroïden spectroscopisch onderzoek bij de Isaac Newton-telescoop

De absolute magnitudeverdeling van de waargenomen NEA's met INT/IDS. Krediet:Marcel Popescu (IAC/AIRA)

De studie van nabije-aarde-asteroïden (NEA's) wordt gedreven door zowel wetenschappelijke als praktische redenen. Vanwege hun nabijheid tot onze planeet, ze kunnen belangrijke informatie verschaffen over de levering van water en organisch materiaal aan de vroege aarde, en de daaropvolgende opkomst van het leven. Anderzijds, deze kleine lichamen van het zonnestelsel hebben een niet te verwaarlozen kans op een botsing met de aarde op lange termijn, en kan doelwit zijn van toekomstige verkenning van de ruimte.

In het kader van de EURONEAR-samenwerking, een groep astronomen voerde een spectroscopisch onderzoek uit van NEA's met behulp van de Isaac Newton Telescope (INT) uitgerust met de Intermediate Dispersion Spectrograph (IDS). Het ING-studentenprogramma, gericht op het geven van hands-on training van 4-6 studenten per jaar, stond centraal in dit onderzoek. De studenten werden uitgenodigd om deel te nemen aan de EURONEAR-enquête door de observaties uit te voeren, en ze werden op afstand bijgestaan ​​door het Astronomisch Instituut in Boekarest (Roemenië) door een van de hoofdonderzoekers van het programma.

Het doel van dit gezamenlijke werk was het spectroscopisch karakteriseren van een significante steekproef van NEA's met afmetingen in het bereik van 0,25-5,5 km (gecategoriseerd als groot). De afmetingen van de asteroïden worden bepaald door hun absolute grootheden (de verdeling van de absolute grootheden van de waargenomen objecten wordt getoond in figuur 1) en door hun oppervlakte-eigenschappen (albedo's), die kunnen worden afgeleid uit spectroscopie.

Het team van astronomen ontdekte dat de populatie van NEA's een grote verscheidenheid aan objecten vertoont in termen van fysieke en dynamische eigenschappen. Breed, het komt overeen met de compositiepatronen van de Inner Main Asteroid Belt (gelegen op heliocentrische afstand tussen 2,2 en 2,5 astronomische eenheden), wat het waarschijnlijke brongebied van deze lichamen is. Echter, ze vertonen spectrale verschillen omdat NEA's onderhevig zijn aan planetaire benaderingen, energetisch micrometeoriet bombardement, sterke zonnewind en stralingseffecten.

Ten eerste, de asteroïden met een koolstofachtige samenstelling, aangeduid als C-complex (een voorbeeld wordt getoond in figuur 2), hebben een hogere waarde van de perihelium heliocentrische afstand (in de orde van één astronomische eenheid) in vergelijking met het mediane perihelium van lichamen gedomineerd door olivijn en pyroxenen mineralen. Deze asteroïden van het C-complex vallen gemakkelijker uiteen als gevolg van thermische effecten en de kleine asteroïden worden eerder vernietigd verder van de zon. En ten tweede, dit werk schetst bewijs dat thermische vermoeidheidsfragmentatie een van de belangrijkste processen is voor verjonging van NEA-oppervlakken.

Een extreem geval komt overeen met (267223) DQ8 uit 2001, met een oppervlaktetemperatuur in het perihelium (op een heliocentrische afstand van 0,18 astronomische eenheden) van ongeveer 625 K, maar wanneer het aphelium bereikt op 3,5 astronomische eenheden van de zon, de temperatuur daalt tot 150 K. Deze grote temperatuurvariatie leidt tot thermische vermoeidheid gevolgd door thermische fragmentatie.

Gemotiveerd door redenen van verkenning van de ruimte, dit team van astronomen observeerde 31 mogelijke doelen voor ruimtemissies. Ze omvatten de asteroïden (459872) 2014 EK24, (436724) 2011 UW158, en (67367) 2000 LY27, die geschikt zijn voor exploratie van monsterretouren.

Vooral, de meest interessante hiervan is de A-type asteroïde (67367) 2000 LY27. Het heeft een olivijnrijke samenstelling die zich kan hebben gevormd in de mantel van een groot lichaam. Dus, het kan een goede gelegenheid zijn om fragmenten te bestuderen die afkomstig zijn van planetesimalen die gedifferentieerd zijn (een proces dat wordt gedefinieerd als de scheiding van verschillende lagen die een ijzeren kern vormen, een silicaatmantel en een basaltkorst) in de vroege geschiedenis van het zonnestelsel.

Eindelijk, 27 asteroïden die potentieel gevaarlijk zijn (deze hemellichamen vertonen een langdurig risico op een botsing met onze planeet) werden gekarakteriseerd. De mitigatiestrategie hangt sterk af van hun fysieke eigenschappen, dus spectrale gegevens werden verkregen om hun samenstelling te bepalen.