Asteroïden zijn er in alle soorten en maten, en nu hebben astronomen van het MIT en elders een asteroïde waargenomen die zo zwaar is bekraterd dat ze hem de 'golfbal-asteroïde' noemen.

De asteroïde heet Pallas, naar de Griekse godin van de wijsheid, en werd oorspronkelijk ontdekt in 1802. Pallas is het op twee na grootste object in de asteroïdengordel, en is ongeveer een zevende van de grootte van de maan. Eeuwenlang, astronomen hebben opgemerkt dat de asteroïde langs een aanzienlijk gekantelde baan draait in vergelijking met de meeste objecten in de asteroïdengordel, hoewel de reden voor zijn helling een mysterie blijft.

In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Natuurastronomie , onderzoekers onthullen gedetailleerde beelden van Pallas, inclusief het zwaar bekraterde oppervlak, Voor de eerste keer.

De onderzoekers vermoeden dat het getrommelde oppervlak van Pallas het resultaat is van de scheve baan van de asteroïde:terwijl de meeste objecten in de asteroïdengordel ongeveer langs hetzelfde elliptische spoor rond de zon reizen, net als auto's op een racebaan, De gekantelde baan van Pallas is zodanig dat de asteroïde zich onder een hoek een weg door de asteroïdengordel moet banen. Elke botsing die Pallas onderweg meemaakt, zou ongeveer vier keer schadelijker zijn dan botsingen tussen twee asteroïden in dezelfde baan.

"De baan van Pallas impliceert zeer hoge snelheidseffecten, " zegt Michaël Marsset, de hoofdauteur van de paper en een postdoc in het Department of Earth van MIT, Atmosferische en planetaire wetenschappen. "Van deze beelden, we kunnen nu zeggen dat Pallas het meest bekraterde object is dat we kennen in de asteroïdengordel. Het is alsof je een nieuwe wereld ontdekt."

Tot de co-auteurs van Marsset behoren medewerkers van 21 onderzoeksinstellingen over de hele wereld.

"Een gewelddadige geschiedenis"

Het team, onder leiding van hoofdonderzoeker Pierre Vernazza van het Laboratoire d'Astrophyisque de Marseille in Frankrijk, verkregen beelden van Pallas met behulp van het SPHERE-instrument van de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory, een reeks van vier telescopen, elk met een 8 meter brede spiegel, gelegen in de bergen van Chili. in 2017, en dan weer in 2019, Marsset en zijn collega's reserveerden een van de vier telescopen meerdere dagen per keer om te zien of ze beelden konden maken van Pallas op een punt in zijn baan dat het dichtst bij de aarde was.

Het team verkreeg 11 reeksen beelden over twee waarnemingsruns, het vangen van Pallas vanuit verschillende hoeken terwijl het draaide. Na het samenstellen van de afbeeldingen, de onderzoekers maakten een 3D-reconstructie van de vorm van de asteroïde, samen met een kraterkaart van de polen, samen met delen van het equatoriale gebied.

In alles, ze identificeerden 36 kraters met een diameter van meer dan 30 kilometer - ongeveer een vijfde van de diameter van de Chicxulub-krater op aarde, waarvan de oorspronkelijke impact waarschijnlijk 65 miljoen jaar geleden de dinosauriërs heeft gedood. De kraters van Pallas lijken minstens 10 procent van het oppervlak van de asteroïde te bedekken, die "suggereert van een gewelddadige botsingsgeschiedenis, " zoals de onderzoekers in hun paper stellen.

Om te zien hoe gewelddadig die geschiedenis waarschijnlijk is geweest, het team voerde een reeks simulaties uit van Pallas en zijn interacties met de rest van de asteroïdengordel in de afgelopen 4 miljard jaar - ongeveer de leeftijd van het zonnestelsel. Hetzelfde deden ze met Ceres en Vesta, rekening houdend met de grootte van elke asteroïde, massa, en orbitale eigenschappen, evenals de snelheid en grootteverdelingen van objecten binnen de asteroïdengordel. Ze registreerden elke keer dat een gesimuleerde botsing een krater produceerde, op beide Pallas, Ceres, of Vesta, dat was minstens 40 kilometer breed (de grootte van de meeste kraters die ze op Pallas hebben waargenomen).

Ze ontdekten dat een krater van 40 kilometer op Pallas kan worden gemaakt door een botsing met een veel kleiner object in vergelijking met een krater van dezelfde grootte op Ceres of Vesta. Omdat kleine asteroïden veel talrijker zijn in de asteroïdengordel dan grotere, dit houdt in dat Pallas een grotere kans heeft op het ervaren van kratergebeurtenissen met hoge snelheid dan de andere twee asteroïden.

"Pallas ervaart twee tot drie keer meer botsingen dan Ceres of Vesta, en zijn gekantelde baan is een duidelijke verklaring voor het zeer vreemde oppervlak dat we op geen van de andere twee asteroïden zien, ' zegt Marsset.

Een gefragmenteerd gezin

De onderzoekers deden twee extra ontdekkingen op basis van hun afbeeldingen:een merkwaardig lichtpuntje op het zuidelijk halfrond van de asteroïde en een extreem groot inslagbassin langs de evenaar van de asteroïde.

Voor de laatste ontdekking het team zocht naar verklaringen voor wat zo'n grote impact kan hebben veroorzaakt, naar schatting ongeveer 400 kilometer breed.

Ze simuleerden verschillende inslagen langs de evenaar, en volgde ook de fragmenten die waarschijnlijk uit het oppervlak van Pallas zijn gesneden en als gevolg van elke impact in de ruimte zijn uitgespuwd.

Uit hun simulaties, het team concludeert dat het grote inslagbassin waarschijnlijk het resultaat was van een botsing ongeveer 1,7 miljard jaar geleden door een object met een breedte van 20 tot 40 kilometer, die vervolgens fragmenten van de asteroïde de ruimte in wierp, in een patroon dat zoals het gebeurt, komt overeen met een familie van fragmenten waarvan is waargenomen dat ze vandaag Pallas volgen.

"De opgraving van de evenaar zou heel goed betrekking kunnen hebben op de huidige Pallas-familie van fragmenten, ", zegt medeauteur Miroslav Brož van het Astronomisch Instituut van de Charles Universiteit in Praag.

Wat betreft het lichtpuntje dat is ontdekt op het zuidelijk halfrond van Pallas, de onderzoekers zijn nog onduidelijk over wat het zou kunnen zijn. Hun leidende theorie is dat de regio een zeer grote zoutafzetting zou kunnen zijn. Uit hun driedimensionale reconstructie van de asteroïde, de onderzoekers schatten het volume van Pallas, en, gecombineerd met zijn bekende massa, ze berekenen dat de dichtheid ervan verschilt van Ceres of Vesta, en dat het waarschijnlijk oorspronkelijk gevormd is uit een mengsel van waterijs, en silicaten. Overuren, toen het ijs in het binnenste van de asteroïde smolt, het heeft waarschijnlijk de silicaten gehydrateerd, vorming van zoutafzettingen die na een inslag zouden kunnen zijn blootgesteld.

Een ondersteunend bewijs voor deze hypothese kan van dichter bij de aarde komen. Elke december, sterrenkijkers kunnen een oogverblindend scherm zien dat bekend staat als de Geminiden - een regen van meteoren die fragmenten zijn van de asteroïde Phaethon, waarvan wordt gedacht dat het een ontsnapt fragment van Pallas is dat uiteindelijk in de baan van de aarde terechtkwam. Astronomen hebben lang een reeks natriumgehalten opgemerkt in de Geminid-douches, die Marsset en zijn collega's nu stellen, kunnen afkomstig zijn van zoutafzettingen in Pallas.

"Mensen hebben missies naar Pallas voorgesteld met zeer kleine, goedkope satellieten, " zegt Marsset. "Ik weet niet of ze zouden gebeuren, maar ze konden ons meer vertellen over het oppervlak van Pallas en de oorsprong van de lichtvlek."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.