In een ongebruikelijke observatie, astronomen gebruikten de Very Long Baseline Array (VLBA) van de National Science Foundation om de effecten te bestuderen op radiogolven afkomstig van een ver radiostelsel wanneer een asteroïde in ons zonnestelsel voor het sterrenstelsel passeerde. De waarneming stelde hen in staat om de grootte van de asteroïde te meten, nieuwe informatie krijgen over zijn vorm, en de nauwkeurigheid waarmee het baanpad kan worden berekend aanzienlijk verbeteren.

Toen de asteroïde voor de melkweg passeerde, radiogolven die uit de melkweg kwamen, waren licht gebogen rond de rand van de asteroïde, in een proces dat diffractie wordt genoemd. Terwijl deze golven met elkaar in wisselwerking stonden, ze produceerden een cirkelvormig patroon van sterkere en zwakkere golven, vergelijkbaar met de patronen van heldere en donkere kringen geproduceerd in terrestrische laboratoriumexperimenten met lichtgolven.

"Door de patronen van de afgebogen radiogolven tijdens dit evenement te analyseren, konden we veel leren over de asteroïde, inclusief de grootte en precieze positie, en om waardevolle aanwijzingen te krijgen over zijn vorm, " zei Jorma Harju, van de Universiteit van Helsinki in Finland.

de asteroïde, genaamd Palma, bevindt zich in de belangrijkste asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter. In 1893 ontdekt door de Franse astronoom Auguste Charlois, Palma voltooit elke 5,59 jaar een baan om de zon. Op 15 mei, 2017, het verduisterde de radiogolven van een sterrenstelsel genaamd 0141+268 met de radioschaduw die een pad volgde dat ruwweg van zuidwest naar noordoost liep, het oversteken van het VLBA-station in Brewster, Washington. De schaduw raasde met een snelheid van 32 mijl per seconde over het aardoppervlak.

Naast de Brewster-antenne van de VLBA, de astronomen gebruikten ook VLBA-antennes in Californië, Texas, Arizona, en Nieuw-Mexico. De passage van de asteroïde voor het radiostelsel, een gebeurtenis die een occultatie wordt genoemd, beïnvloedde de kenmerken van de signalen die bij Brewster werden ontvangen in combinatie met die van elk van de andere antennes.

Uitgebreide analyse van deze effecten stelde de astronomen in staat om conclusies te trekken over de aard van de asteroïde. In nauwe overeenstemming met eerdere waarnemingen, ze maten de diameter van de asteroïde als 192 kilometer. Ze leerden ook dat Palma, zoals de meeste andere asteroïden, verschilt aanzienlijk van een perfecte cirkel, met een rand waarschijnlijk uitgehold. De vormbepaling, zeiden de astronomen, kan verder worden verbeterd door de radiogegevens te combineren met eerdere optische waarnemingen van de asteroïde.

astronomen, zowel amateur als professioneel, observeren gewoonlijk asteroïde occultaties van sterren, en registreer de verandering in helderheid, of intensiteit, van het licht van de ster als de asteroïde ervoor passeert. De VLBA-waarneming is uniek omdat het de astronomen ook in staat stelde te meten in welke mate de pieken van de golven werden verplaatst door de diffractie, een effect dat een faseverschuiving wordt genoemd.

"Hierdoor konden we de vorm van Palma inperken met een enkele, korte meting, " zei Leonid Petrov, aangesloten bij het Geodesie en Geofysica Lab, NASA Goddard Space Flight Center.

"Het observeren van een asteroïde occultatie met behulp van de VLBA bleek een extreem krachtige methode te zijn voor het bepalen van de grootte van asteroïden. Bovendien, dergelijke radiogegevens zouden onmiddellijk eigenaardige vormen of binaire metgezellen onthullen. Dat betekent dat deze technieken ongetwijfeld zullen worden gebruikt voor toekomstige asteroïde studies, " zei Kimmo Lehtinen, van het Finse Geospatial Research Institute, in Masala, Finland.

Een belangrijk resultaat van de waarneming was het verbeteren van de precisie waarmee de baan van de asteroïde kan worden berekend.

"Hoewel de positie van Palma meer dan 1 is gemeten, 600 keer in de afgelopen 120 jaar, deze ene VLBA-meting verminderde de onzekerheid in de berekende baan met een factor 10, " zei Mikael Granvik, van Lulea University of Technology in Zweden en de Universiteit van Helsinki, Finland.

"Dit is een nogal ongebruikelijk gebruik voor de VLBA, en het toont aan dat de uitstekende technische capaciteiten van de VLBA, samen met zijn grote flexibiliteit als onderzoeksinstrument, kan zelfs op onverwachte manieren bijdragen aan vele gebieden van de astronomie, " zei Jonathan Romney van het Long Baseline Observatory, die de VLBA exploiteert.

Harju, Lehtinen, Petrov, en Romney, samen met Mikael Granvik van de Lulea University of Technology in Zweden, Karri Muinonen van de Universiteit van Helsinki, Uwe Bach van het Max Planck Instituut voor Radioastronomie in Bonn, Duitsland, en Markku Poutanen van het Finse Geospatial Research Institute, rapporteerden hun bevindingen in de Astronomisch tijdschrift .

Het Long Baseline Observatory is een faciliteit van de National Science Foundation, geëxploiteerd onder samenwerkingsovereenkomst door Associated Universities, Inc.