science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Astronomen ontdekken een asteroïde van 2 km die dichter bij de zon draait dan Venus

Deze afbeelding van de studie toont de baan van AV2 in 2020. Het toont ook de banen van de aarde, Mercurius en Venus. Perihelions zijn stippellijnen, en apheliums zijn ononderbroken lijnen. Krediet:Krediet:Ip et al, 2020

Astronomen hebben nauwgezet modellen gebouwd van de asteroïdenpopulatie, en die modellen voorspellen dat er ongeveer 1 km grote asteroïden zullen zijn die dichter bij de zon zullen draaien dan Venus. Het probleem is, niemand heeft er een kunnen vinden - tot nu toe.

Astronomen die met de Zwicky Transient Facility werken, zeggen dat ze er eindelijk een hebben gevonden. Maar deze is groter dan voorspellingen, op ongeveer 2 km. Als het bestaan ​​ervan kan worden bevestigd, dan moeten asteroïde populatiemodellen mogelijk worden bijgewerkt.

Een nieuw artikel waarin dit resultaat wordt gepresenteerd, staat op arxiv.org, een pre-press publicatiesite. Het is getiteld "Een asteroïde op kilometerschaal in de baan van Venus." De hoofdauteur is Dr. Wing-Huen Ip, een professor in de astronomie aan het Instituut voor Sterrenkunde, Nationale Centrale Universiteit, Taiwan.

De nieuw ontdekte asteroïde heet 2020 AV2. Het heeft een apheliumafstand van slechts 0,65 astronomische eenheden, en heeft een diameter van ongeveer 2 km. De ontdekking ervan is verrassend, aangezien modellen voorspellen dat er in de baan van Venus geen asteroïden van deze omvang zullen zijn. Het kan een bewijs zijn van een nieuwe populatie asteroïden, of het zou gewoon de grootste van zijn bevolking kunnen zijn.

De auteurs schrijven, "Als deze ontdekking geen statistische toevalstreffer is, dan kan 2020 AV2 komen van een nog onontdekte bronpopulatie van asteroïden binnenin naar Venus, en momenteel favoriete asteroïde populatiemodellen moeten mogelijk worden aangepast."

Deze afbeelding toont de twee gebieden waar de meeste asteroïden in het zonnestelsel worden gevonden:de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter, en de trojanen, twee groepen asteroïden die voor en achter Jupiter bewegen in zijn baan rond de zon. Afbeelding tegoed:NASA

Er zijn ongeveer 1 miljoen bekende asteroïden, en de overgrote meerderheid van hen bevindt zich ver buiten de baan van de aarde. Er is slechts een kleine fractie met hun volledige banen binnen die van de aarde. Modellen voorspellen dat een nog kleiner aantal asteroïden zich in de baan van Venus zou moeten bevinden. Die asteroïden heten Vatiras.

2020 AV2 werd voor het eerst gespot door de Zwicky Transient Facility (ZTF) op 4 januari, 2020. Vervolgobservaties met de Palomar 60-inch telescoop en de Kitt Peak 84-inch telescoop verzamelden meer gegevens.

Tegen het einde van januari, astronomen gebruikten de Keck-telescoop voor spectroscopische waarnemingen van de rots. Die gegevens laten zien dat de asteroïde uit het binnenste gebied van de belangrijkste asteroïdengordel kwam, tussen Mars en Jupiter. "Deze gegevens geven de voorkeur aan een silicaat S-type asteroïde-achtige samenstelling die consistent is met een oorsprong uit de binnenste hoofdgordel waar S-type asteroïden het meest voorkomen." Ze voegen eraan toe dat het overeenkomt met Near Earth Asteroid (NEA) -modellen dat "... voorspellen dat asteroïden met de orbitale elementen van 2020 AV2 afkomstig moeten zijn van de binnenste hoofdgordel."

Deze figuur uit het onderzoek toont enkele beelden van 2020 AV2. (A) Discovery 30 s r-band afbeelding van 2020 AV2 genomen op 4 januari UTC 2020, waarbij 2020 AV2 de detectie is die zich in de cirkel bevindt. (B) Samengestelde afbeelding met de vier ontdekkingsopnamen van 30 s r-band die 2020 AV2 beslaan, gemaakt door stapel op het rustframe van de achtergrondsterren gedurende een tijdsinterval van 22 minuten. De eerste detectie is gelabeld. De asteroïde bewoog ongeveer 1 graad per dag in noordoostelijke richting terwijl deze beelden werden gemaakt, wat resulteerde in een afstand van ongeveer 15 boogseconden tussen de detecties van 2020 AV2. Krediet:Ip et al, 2020

2020 AV2 is een modelbuster of een modelbevestiger. "NEA populatiemodellen voorspellen" <1 binnenste Venus-asteroïde van deze grootte, wat impliceert dat 2020 AV2 een van de grootste binnenste Venus-asteroïden in het zonnestelsel is, " schrijven de auteurs. Het is ofwel de grootste, wat logisch is, want de grootste zou als eerste worden gespot, of er zijn er meer die we nog niet hebben gevonden.

De auteurs hebben twee scenario's doordacht met de detectie van AV2 in 2020, en wat het betekent. "Ondanks de geringe kans, een mogelijke verklaring voor onze detectie van 2020 AV2 is een willekeurige toevallige ontdekking van de asteroïdenpopulatie in de buurt van de aarde, " schrijven ze. "Echter, " ze gaan door, "De geschiedenis heeft aangetoond dat de eerste detectie van een nieuwe klasse van objecten meestal een aanwijzing is voor een andere bronpopulatie c.f., zoals de Kuipergordel met de ontdekking van de eerste Kuipergordelobjecten 1992 QB1 en 1993 FW."

Er is ook een mogelijkheid dat 2020 AV2 niet is ontstaan ​​​​in de belangrijkste asteroïdengordel. Modellen laten zien dat er een gebied binnen de baan van Mercurius is dat asteroïden zou kunnen voortbrengen, en waar ze nog zouden kunnen wonen. "...2020 AV2 zou afkomstig kunnen zijn van een bron van asteroïden die zich dichter bij de zon bevindt, zoals in de buurt van de stabiliteitsgebieden binnen de baan van Mercurius op ~ 0,1-0,2 au, waar grote asteroïden gevormd en overleefd kunnen hebben op tijdschalen van de leeftijd van het zonnestelsel."

  • Spectra van 2020 AV2 verkregen met de Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) op de Keck Telescope. Het laat zien dat 2020 AV2 een s-type kiezelhoudende asteroïde is, het op één na meest voorkomende type asteroïde in het zonnestelsel. Ze domineren het binnenste gebied van de belangrijkste asteroïdengordel. Krediet:Ip et al, 2020

  • Twee panelen van een afbeelding in de studeerkamer. Het bovenste paneel toont de evolutie van de aphelium (oranje) en perihelion (blauw) afstanden van 2020 AV2 geïntegreerd tot ± 10 Myrs. De huidige aphelium (stippellijn) en perihelium afstanden (stippellijn) zijn uitgezet als horizontale lijnen voor Venus (cyaan) en Mercurius (rood) en de aarde (paars). Het onderste paneel toont de orbitale evolutie tot 30 Myrs. De afstanden van het aphelium (stippellijn) en het perihelium (stippellijn) zijn uitgezet als horizontale lijnen voor Mars (zwart) en Jupiter (groen). Een nauwe ontmoeting met de aarde van ?0.01 au bij ?22 Myrs en daaropvolgende verstoringen van de andere planeten resulteert in 2020 AV2 uiteindelijk toenemend in zijn apheliumafstand totdat het Jupiter ontmoet en uit het zonnestelsel wordt gestoten om ?28 Myrs. Krediet:Ip et al 2020

2020 AV2 brengt misschien geen eeuwigheid door in zijn huidige baan. Het team van onderzoekers voerde enkele simulaties uit, en ze laten zien dat de asteroïde volledig uit het zonnestelsel kan worden weggeslingerd. "... dynamische N-lichaamsimulaties van 2020 AV2 geven aan dat zijn baan stabiel is op ~10 Myr-tijdschalen, tijdelijke resonanties aangaan met de terrestrische planeten en Jupiter voordat zijn baan evolueert naar paden van dichtbij met de gasreus, wat leidt tot zijn uiteindelijke uitstoting uit het zonnestelsel."

Toen 2020 AV2 voor het eerst werd ontdekt, wetenschappers verwonderden zich over de reis die nodig was om er te komen. Ze vroegen zich ook af wat het uiteindelijke lot is. "Het moet een uitdaging zijn geweest om voorbij de baan van Venus te komen, " zei George Helou, uitvoerend directeur van het IPAC-astronomiecentrum in Caltech en een mede-onderzoeker van ZTF, in een persbericht. Helou legde uit dat de asteroïde van verder weg in het zonnestelsel naar Venus moet zijn gemigreerd. "De enige manier waarop het ooit uit zijn baan zal komen, is als het wordt weggeslingerd via een zwaartekracht-ontmoeting met Mercurius of Venus, maar waarschijnlijker zal het uiteindelijk op een van die twee planeten neerstorten."

Als deze ontdekking slechts de eerste is van een hele populatie asteroïden in de baan van Venus, de meerderheid van hen zal allemaal hetzelfde lot delen. Na ongeveer 10 tot 20 miljoen jaar, ze worden allemaal uitgeworpen.