Een internationaal team van planetaire wetenschappers onder leiding van astronomen van AOP heeft een asteroïde gevonden die achter Mars aanloopt met een samenstelling die erg lijkt op die van de maan. De asteroïde kan een oud stuk puin zijn, daterend uit de gigantische inslagen die de maan en de andere rotsachtige planeten in ons zonnestelsel, zoals Mars en de aarde, vormden. Het onderzoek, die in het tijdschrift werd gepubliceerd Icarus , heeft ook implicaties voor het vinden van dergelijke oerobjecten die verband houden met onze eigen planeet.

Trojaanse paarden zijn een klasse van asteroïden die de planeten in hun banen volgen zoals een kudde schapen een herder zou kunnen volgen, gevangen in zwaartekracht "veilige havens" 60 graden voor, en achter, de planeet (Figuur 1). Ze zijn van groot belang voor wetenschappers omdat ze overgebleven materiaal vertegenwoordigen van de vorming en vroege evolutie van het zonnestelsel. Enkele duizenden van die Trojaanse paarden bestaan ​​langs de baan van de reuzenplaneet Jupiter. Dichter bij de zon, astronomen hebben tot nu toe slechts een handvol Trojaanse paarden van Mars ontdekt, de planeet naast de aarde.

Een team met wetenschappers uit Italië, Bulgarije en de VS en onder leiding van het Armagh Observatorium en Planetarium (AOP) in Noord-Ierland heeft de Trojanen van Mars bestudeerd om te begrijpen wat ze ons vertellen over de vroege geschiedenis van de binnenwerelden van ons zonnestelsel - de zogenaamde terrestrische planeten -maar ook om zoekopdrachten naar Trojans of the Earth te informeren. Ironisch, het is veel gemakkelijker om Trojaanse paarden van Mars te vinden dan voor onze eigen planeet, omdat deze aardtrojanen, als ze bestaan, zit altijd dicht bij de zon aan de hemel waar het moeilijk is om een ​​telescoop te richten. Een aarde-trojan, met de naam 2010 TK7, werd tien jaar geleden gevonden door NASA's WISE-ruimtetelescoop, maar computermodellering toonde aan dat het een tijdelijke bezoeker is van de gordel van asteroïden tussen Mars en Jupiter in plaats van een relikwie planetesimaal uit de formatie van de aarde.

Om de samenstelling van de Mars Trojans te weten te komen, het team gebruikte X-SHOOTER, een spectrograaf gemonteerd op de 8-m Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory in Chili. X-SHOOTER bekijkt hoe het oppervlak van de asteroïde zonlicht van verschillende kleuren reflecteert - het reflectiespectrum. Door een spectrale vergelijking uit te voeren met andere zonnestelsellichamen met bekende samenstelling, een proces genaamd taxonomie, het team hoopte te bepalen of deze asteroïde is gemaakt door materiaal dat lijkt op de rotsachtige planeten zoals de aarde, of als het een stuk koolstof- en waterrijke materie is die typerend is voor het buitenste zonnestelsel voorbij Jupiter.

Een van de Trojaanse paarden waar het team naar keek, was asteroïde (101429) 1998 VF31. Bestaande kleurgegevens op het object suggereerden een samenstelling die lijkt op een gewone klasse van meteorieten, gewone chondrieten genoemd. Dankzij het lichtverzamelende vermogen van de VLT konden gegevens van hogere kwaliteit over deze asteroïde worden verzameld dan ooit tevoren. Door deze nieuwe metingen te combineren met gegevens die eerder zijn verkregen bij NASA's Infrared Telescope Facility in Hawaï, het team probeerde vervolgens 101429 te classificeren. Ze ontdekten dat het spectrum niet goed overeenkwam met een bepaald type meteoriet of asteroïde en, als resultaat, breidde hun analyse uit met spectra van andere soorten oppervlakken.

Tot hun verbazing, ze ontdekten (Figuur 2) dat de beste spectrale overeenkomst niet met andere kleine lichamen was, maar met onze naaste buur, de maan. Zoals dr. Galin Borisov, een PDRA bij AOP die nauw betrokken was bij de spectrale analyse legt uit:"Veel van de spectra die we hebben voor asteroïden zijn niet erg verschillend van de maan, maar als je goed kijkt, zijn er belangrijke verschillen, bijvoorbeeld de vorm en diepte van brede spectrale absorpties bij golflengten van 1 en 2 micron. Echter, het spectrum van deze specifieke asteroïde lijkt bijna een dode ringer te zijn voor delen van de maan waar zich blootliggend gesteente bevindt, zoals kraterinterieurs en bergen."

Waar kan zo'n ongewoon object vandaan komen? Een mogelijkheid is dat 101429 gewoon een andere asteroïde is, misschien vergelijkbaar met gewone chondrietmeteorieten, dat zijn maanachtige uiterlijk kreeg door eeuwenlange blootstelling aan zonnestraling, een proces dat ruimteverwering wordt genoemd.

Alternatief, de asteroïde lijkt misschien op de maan omdat hij van de maan komt. Dr. Apostolos Christou, AOP-astronoom en hoofdauteur van het artikel legt uit:"Het vroege zonnestelsel was heel anders dan de plaats die we vandaag zien. De ruimte tussen de nieuw gevormde planeten was vol puin en botsingen waren alledaags. Grote asteroïden - we noemen deze planetesimalen - raakten constant de maan en de andere planeten. Een scherf van zo'n botsing had de baan van Mars kunnen bereiken toen de planeet zich nog aan het vormen was en vastzat in zijn Trojaanse wolken."

Een derde, en misschien is het waarschijnlijker scenario dat het object van Mars zelf kwam. Zoals Dr. Christou opmerkt, "De vorm van het 101429-spectrum vertelt ons dat het rijk is aan pyroxeen, een mineraal dat wordt aangetroffen in de buitenste laag of korst van lichamen ter grootte van een planeet. Mars, zoals de maan en de aarde, vroeg in zijn geschiedenis werd geteisterd door schokken, een van deze was verantwoordelijk voor het gigantische Borealis-bekken, een krater zo breed als de planeet zelf. Zo'n kolossale inslag had gemakkelijk 101429 op weg kunnen sturen naar het L5 Lagrangiaanse punt van de planeet." een paar jaar geleden werd een Mars-oorsprong voorgesteld voor de Trojaanse broers en zussen van 101429, een cluster van Trojaanse paarden die gezamenlijk bekend staan ​​als de Eureka-familie (Figuur 1). Deze asteroïden hebben ook een ongebruikelijke samenstelling, maar, terwijl 101429 pyroxeenrijk is, zijn deze Eureka-familie-asteroïden meestal olivijn, een mineraal dat diep in een planetaire mantel wordt gevonden.

101429 en zijn broeders hebben ons ook iets te leren over het vinden van de aardetrojanen, als ze bestaan. Eerder werk van het team had aangetoond dat zonnestraling puin veroorzaakt, in de vorm van brokken ter grootte van een kei of een stadsblok, van deze asteroïden om langzaam uit de Trojaanse wolken van Mars te lekken. Als de aardtrojanen zoiets zijn als die van Mars, hetzelfde mechanisme zou fungeren als een bron van kleine asteroïden in de buurt van de aarde die opvallen vanwege hun ongewone samenstelling.

Het vinden van deze objecten kan een taak blijken te zijn voor het Vera C. Rubin Observatorium, klaar om te beginnen met het meest ambitieuze onderzoek van het zonnestelsel tot nu toe. Rubin zal naar verwachting ongeveer tien keer zoveel asteroïden ontdekken als nu bekend is en, samen met de GAIA-satelliet die de lucht al inspecteert vanaf het L2 Earth-Sun Lagrange-punt, kan ons de beste vooruitzichten op korte termijn bieden voor het opsporen van het puin van de Trojaanse metgezellen van de aarde.