De gedetailleerde afbeeldingen van deze 42 objecten zijn een sprong voorwaarts in het verkennen van asteroïden, mogelijk gemaakt dankzij telescopen op de grond, en bijdragen aan het beantwoorden van de ultieme levensvraag, het universum, en alles.

"Slechts drie grote asteroïden in de hoofdgordel, Ceres, Vesta en Lutetia, tot nu toe met een hoog detailniveau zijn gefotografeerd, omdat ze werden bezocht door de ruimtemissies Dawn en Rosetta van NASA en de European Space Agency, respectievelijk, " legt Pierre Vernazza uit, van het Laboratoire d'Astrophysique de Marseille in Frankrijk, die de asteroïde-studie leidde die vandaag is gepubliceerd in Astronomie en astrofysica . "Onze ESO-waarnemingen hebben voor veel meer doelen scherpe beelden opgeleverd, 42 in totaal."

Het voorheen kleine aantal gedetailleerde waarnemingen van asteroïden betekende dat, tot nu, belangrijke kenmerken, zoals hun 3D-vorm of dichtheid, waren grotendeels onbekend gebleven. Tussen 2017 en 2019, Vernazza en zijn team wilden deze leemte opvullen door een grondig onderzoek uit te voeren naar de grote lichamen in de asteroïdengordel.

De meeste van de 42 objecten in hun steekproef zijn groter dan 100 km; vooral, het team fotografeerde bijna alle asteroïden in de gordel groter dan 200 kilometer, 20 van de 23. De twee grootste objecten die het team onderzocht waren Ceres en Vesta, die ongeveer 940 en 520 kilometer in diameter zijn, terwijl de twee kleinste asteroïden Urania en Ausonia zijn, elk slechts ongeveer 90 kilometer.

Door de vormen van de objecten te reconstrueren, het team realiseerde zich dat de waargenomen asteroïden voornamelijk in twee families zijn verdeeld. Sommige zijn bijna perfect bolvormig, zoals Hygiea en Ceres, terwijl anderen een meer eigenaardige, "langwerpige" vorm, hun onbetwiste koningin is de "dog-bone" asteroïde Kleopatra.

Door de vormen van de asteroïden te combineren met informatie over hun massa, het team ontdekte dat de dichtheden aanzienlijk veranderen in het monster. De vier minst dichte asteroïden bestudeerd, waaronder Lamberta en Sylvia, hebben een dichtheid van ongeveer 1,3 gram per kubieke centimeter, ongeveer de dichtheid van steenkool. De hoogste, Psyche en Kalliope, hebben dichtheden van 3,9 en 4,4 gram per kubieke centimeter, respectievelijk, die hoger is dan de dichtheid van diamant (3,5 gram per kubieke centimeter).

Dit grote verschil in dichtheid suggereert dat de samenstelling van de asteroïden aanzienlijk varieert, astronomen belangrijke aanwijzingen geven over hun oorsprong. "Onze waarnemingen bieden sterke ondersteuning voor substantiële migratie van deze lichamen sinds hun vorming. Kortom, zo'n enorme variëteit in hun samenstelling kan alleen worden begrepen als de lichamen hun oorsprong hebben in verschillende regio's in het zonnestelsel, " legt Josef Hanuš van de Charles University uit, Praag, Tsjechië, een van de auteurs van het onderzoek. Vooral, de resultaten ondersteunen de theorie dat de minst dichte asteroïden zich vormden in de afgelegen gebieden buiten de baan van Neptunus en naar hun huidige locatie migreerden.

Deze bevindingen zijn mogelijk gemaakt dankzij de gevoeligheid van het Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE)-instrument dat op ESO's VLT is gemonteerd. "Met de verbeterde mogelijkheden van SPHERE, samen met het feit dat er weinig bekend was over de vorm van de grootste asteroïden in de hoofdgordel, hebben we aanzienlijke vooruitgang kunnen boeken op dit gebied, " zegt co-auteur Laurent Jorda, ook van het Laboratoire d'Astrophysique de Marseille.

Astronomen zullen nog meer asteroïden tot in de kleinste details kunnen vastleggen met ESO's nieuwe Extremely Large Telescope (ELT), momenteel in aanbouw in Chili en zal later dit decennium operationeel worden. "ELT-waarnemingen van asteroïden in de hoofdgordel zullen ons in staat stellen objecten met een diameter tot 35 tot 80 kilometer te bestuderen, afhankelijk van hun locatie in de band, en kraters tot ongeveer 10 tot 25 kilometer groot, ", zegt Vernazza. "Als we een SPHERE-achtig instrument bij de ELT hebben, zouden we zelfs een vergelijkbaar voorbeeld van objecten in de verre Kuipergordel kunnen fotograferen. Dit betekent dat we de geologische geschiedenis van een veel grotere steekproef van kleine lichamen vanaf de grond kunnen karakteriseren."