16 oktober 2021

Ontmoet de 42: ESO fotografeert enkele van de grootste planetoïden in ons zonnestelsel

42 planetoïden gefotografeerd door ESO’s VLT. Credit:
ESO/M. Kornmesser/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili hebben astronomen opnamen gemaakt van 42 van de grootste objecten in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter. Nooit eerder is zo’n grote groep planetoïden zo scherp in beeld gebracht. De waarnemingen tonen een breed scala aan eigenaardige vormen, van bolvormig tot ‘hondenkluif’, en helpen astronomen om de oorsprong van de planetoïden in ons zonnestelsel te achterhalen.

De gedetailleerde opnamen van deze 42 objecten betekenen een sprong voorwaarts in het planetoïdenonderzoek. Deze is mogelijk gemaakt dankzij telescopen op de grond, en draagt bij aan het beantwoorden van de ultieme vraag naar leven, het heelal en de rest [1]In The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy (Het transgalactisch liftershandboek) van Douglas Adams, het getal 42 het antwoord op de ‘ultieme vraag naar het leven, het heelal en de rest’. … Continue reading.

Ceres en Vesta. Credit:
ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

‘Tot nu toe waren slechts drie grote planetoïden in de hoofdgordel – Ceres, Vesta en Lutetia – gedetailleerd in beeld gebracht, omdat ze zijn bezocht door de ruimtemissies Dawn en Rosetta van respectievelijk NASA en ESA,’ aldus Pierre Vernazza van het Laboratoire d’Astrophysique de Marseille in Frankrijk, die de leiding had over het planetoïdenonderzoek waarvan de resultaten vandaag in Astronomy & Astrophysics zijn gepubliceerd. ‘Onze ESO-waarnemingen hebben scherpe beelden van een veel groter aantal opgeleverd: 42 in totaal.’

Het tot nog toe geringe aantal gedetailleerde waarnemingen van planetoïden betekende dat belangrijke kenmerken zoals hun driedimensionale vorm of dichtheid tot nu toe grotendeels onbekend waren gebleven. Tussen 2017 en 2019 hebben Vernazza en zijn team het plan opgevat om deze leemte opvullen door de belangrijkste objecten in de planetoïdengordel aan een grondig onderzoek te onderwerpen.

De meeste van de 42 objecten in hun steekproef zijn groter dan honderd kilometer. In het bijzonder heeft het team bijna alle planetoïden in de gordel met afmetingen groter dan tweehonderd kilometer in beeld gebracht (20 van de 23). De twee grootste objecten die het team heeft onderzocht zijn Ceres en Vesta, met diameters van ongeveer 940 en 520 kilometer. De twee kleinste planetoïden in de steekproef, Urania and Ausonia, zijn elk slechts ongeveer negentig kilometer groot.

Poster van 42 planetoïden in ons zonnestelsel en hun omloopbanen. Credit:
ESO/M. Kornmesser/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Door de vormen van de objecten te reconstrueren, realiseerde het team zich dat de waargenomen planetoïden in grote lijnen in twee families kunnen worden ingedeeld. Sommige, zoals Hygiea and Ceres, zijn bijna volmaakt bolvormig terwijl andere een meer eigenaardige, ‘langgerekte’ vorm hebben, met als onbetwiste koningin de ‘hondenkluif’-planetoïde Kleopatra.

Door de vormen van de planetoïden te combineren met informatie over hun massa’s, ontdekte het team dat de dichtheid van de planetoïden over de hele linie sterk verschilt. De vier minst dichte onderzochte planetoïden, waaronder Lamberta and Sylvia, hebben een dichtheid van ongeveer 1,3 gram per kubieke centimeter – zo’n beetje de dichtheid van steenkool. Met respectievelijk 3,9 en 4,4 gram per kubieke centimeter – hoger dan de dichtheid van diamant (3,5 gram per kubieke centimeter) – hebben Psyche and Kalliope de hoogste dichtheden.

Sylvia en Lamberta. Credit:
ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Deze grote verschillen in dichtheid wijzen erop dat de samenstelling van de planetoïden aanzienlijk varieert, wat astronomen belangrijke aanwijzingen geeft over hun oorsprong. ‘Onze waarnemingen onderbouwen het idee dat deze objecten sinds hun vorming een substantiële migratie hebben doorgemaakt. De enorme variatie in hun samenstelling kan, kort gezegd, alleen worden begrepen als de objecten in verschillende delen van het zonnestelsel zijn ontstaan,’ legt Josef Hanuš van de Karelsuniversiteit Praag, Tsjechië, een van de auteurs van de studie uit. De resultaten ondersteunen met name de theorie dat de planetoïden met de laagste dichtheid zich in het afgelegen gebied voorbij de baan van Neptunus hebben gevormd, en later naar hun huidige locatie zijn gemigreerd.

Deze bevindingen zijn te danken aan de gevoeligheid van het Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE)-instrument dat aan ESO’s VLT is gekoppeld [2]Alle waarnemingen zijn uitgevoerd met de Zurich IMaging POLarimeter (ZIMPOL), een beeldvormend subsysteem van het SPHERE-instrument dat op zichtbare golflengten opereert.. ‘Dankzij de verbeterde mogelijkheden van SPHERE en het feit dat er weinig bekend was over de vormen van de grootste planetoïden in de hoofdgordel, hebben we aanzienlijke vooruitgang kunnen boeken op dit gebied,’ zegt medeauteur Laurent Jorda, eveneens van het Laboratoire d’Astrophysique de Marseille.

Astronomen zullen nog meer planetoïden gedetailleerd in beeld kunnen brengen met ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die momenteel in Chili wordt gebouwd en later dit decennium in gebruik zal worden genomen. ‘ELT-waarnemingen van planetoïden in de hoofdgordel zullen ons in staat stellen om objecten te onderzoeken met diameters tot 35 à 80 kilometer, afhankelijk van hun locatie in de gordel, en kraters tot ongeveer 10 à 25 kilometer groot,’ zegt Vernazza. ‘Met een SPHERE-achtig instrument op de ELT zouden we zelfs een vergelijkbare steekproef kunnen nemen van objecten in de verre Kuipergordel. Dit betekent dat we de geologische geschiedenis van een veel grotere steekproef van kleine objecten vanaf de grond in kaart kunnen brengen.’

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in een artikel dat in Astronomy & Astrophysics verschijnt (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202141781).

Bron: ESO.

References

References
1 In The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy (Het transgalactisch liftershandboek) van Douglas Adams, het getal 42 het antwoord op de ‘ultieme vraag naar het leven, het heelal en de rest’. Vandaag, 12 oktober 2021, is de 42ste verjaardag van de publicatie van het boek.
2 Alle waarnemingen zijn uitgevoerd met de Zurich IMaging POLarimeter (ZIMPOL), een beeldvormend subsysteem van het SPHERE-instrument dat op zichtbare golflengten opereert.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.