‘Vulkaankomeet’ 29P/Schwassmann-Wachmann toont grootste uitbarsting in 40 jaar

Dat komeet 29P een aparte eend in de kometenbijt is was al langer bekend. De komeet is een soort ijsvulkaaan die rond de zon voorbij Jupiter draait, en, zover bekend, is het een van de meest vulkanisch actieve hemellichamen in ons gehele zonnestelsel. Astronomen hebben ontdekt dat 29P wel zo een twintig keer per jaar uitbarst, en daarbij gemiddeld een tot vijf keer zo helder wordt.  Recentelijk  ontdekte astronomen dat er zich de grootste uitbarsting in 40 jaar heeft voor gedaan. De uitbarsting verhoogde de helderheid van de komeet zo’n 250 keer, en is ook met (amateur)-telescopen nog goed te bekijken, zie tips onder het artikel.

Komeet 29/P Schwassmann-Wachmann Credits; NASA/JPL/Spitzer

De komeet 29P behoort tot de klasse van de ‘Centauren’, een klasse kometen die rond de zon voorbij Jupiter draaien. Inmiddels zijn er 500 van deze Centauren bekend. Zie ook deze recente Astroblog over deze bijzondere groep ‘hybride’ kometen. Eind september j.l. barstte 29P vier keer snel achter elkaar uit, waarbij bellen van cryomagma de ruimte in werden geblazen. De amateur-astronoom Eliot Herman uit Arizona heeft het puin in de gaten gehouden: “Aanvankelijk leek het een helder compact object”, zegt Herman. “Nu is de uitdijende wolk 1,3 boogminuten breed (groter dan Jupiter) en voldoende transparant voor achtergrondsterren om er doorheen te schijnen.” Het object werd in 1927 ontdekt, zijn ongewone bijna cirkelvormige baan tussen Jupiter en Saturnus viel op, alsook de veelvoud aan uitbarstingen die 29P toonde. Waarnemingen van de afgelopen jaren laten zien dat uitbarstingen wel twintig keer per jaar voorkomen. Astronoom Dr. Richard Miles, verbonden aan de British Astronomical Association (BAA), heeft speciaal studie gemaakt van dit object. Miles stelt: “De huidige uitbarsting, die op 25 september begon, lijkt de meest energieke van de afgelopen 40 jaar te zijn,” en vervolgt, “Binnen een tijdsbestek van slechts 56 uur vonden vier uitbarstingen snel achter elkaar plaats, waardoor een ‘superuitbarsting’ ontstond.” Miles heeft een theorie ontwikkeld om uit te leggen wat er gebeurt. De 29P, aldus Miles, is bedekt met ijsvulkanen. Er is geen lava. In plaats daarvan worden de vulkanen aangedreven door een mengsel van vloeibare koolwaterstoffen (bijv. CH4, C2H4, C2H6 en C3H8) vergelijkbaar met die in de meren en stromen van Titan, een maan van Saturnus. In het model van Miles bevat het cryomagma een beetje stof, en is het doordrenkt met opgeloste gassen N2 en CO, allemaal gevangen onder een oppervlak dat op sommige plaatsen de consistentie van was heeft. Deze gevangen, vluchtige stoffen houden ervan om te exploderen wanneer er zich een scheur opent. Een reeks eerdere uitbarstingen, van juni 2020 – april 2021, waren allen relatief klein i.v.m. de recente superuitbarsting, aldus Miles.

Komeet 29P/Schwassmann-Wachmann Credits; NASA/JPL

Miles publiceerde vijf jaar geleden dit wetenschappelijk artikel waarin het resultaat van onderzoek van een decennium aan uitbarstingen werd gepresenteerd, en hij vond enkele patronen. De gegevens suggereren dat 29P elke 57,7 dagen roteert. De meest actieve ventilatieopeningen zijn geconcentreerd aan één kant van de ijsbal in een reeks van lengtes van minder dan 150 graden breed. Er zijn ten minste zes afzonderlijke bronnen geïdentificeerd. Hoewel de meeste uitbarstingen binnen een week of zo verdwijnen, is deze superuitbarsting nog steeds zichtbaar. De reeks uitbarstingen van september j.l. verhoogde de helderheid van de komeet 250-voudig en is sindsdien niet veel afgenomen. Met een magnitude tussen +10 en +11 is de uitdijende wolk ruim binnen het bereik van telescopen in de achtertuin. Herman stelt dat 29P te bekijken is met een 8-inch kijker, en om de wolk op te lossen en individuele sterren te fotograferen die er doorheen schijnen,  gebruikt hij de iTelescope T11 van een halve meter gebruikt.” Komeet 29P bevindt zich in het sterrenbeeld Auriga. Kijk op Sky&Telescope voor observatietips en voor nieuws op de MISSION 29P-website van BAA. Bronnen; SpaceWeather.com/BAA/Sky&Telescope

Planetair onderzoekers simuleren transformatie van asteroïde naar komeet

Een team planetair wetenschappers van NASA/JPL en de Universiteit van Chicago heeft met behulp van computermodellen nauwkeurig het transformatieproces van asteroïde naar komeet kunnen simuleren. Het nieuwe onderzoek legt de dynamiek uit van dit complexe systeem dat wetenschappers meer moet leren over de samenstelling van kometen en de vorming van aardachtige planeten in ons zonnestelsel. Voor het onderzoek heeft dit team het dynamische proces van de Centauren-planetoïden, – dit zijn een soort hybriden, ze delen enkele kenmerken delen met zowel asteroïden als kometen – gemodelleerd en zo getracht te begrijpen hoe de overgang van asteroïde tot komeet tot stand komt. De Centauren is een groep ijzige ruimterotsen die rond de zon draaien bij de gasplaneten Jupiter en Saturnus. Van deze duizenden kleine brokken ijs en gesteente, worden enkele ingevangen in de baan van Jupiter, en richting het binnenste zonnestelsel geslingerd om te transformeren in kometen. Het onderzoek o.l.v. Darryl Segelman wordt gepubliceerd in The Planetary Science Journal, zie hier voor de preprint, arXiv.

Komeet ‘Siding Spring’ Credits; NASA/JPL, Caltech, UCLA

Wetenschappers zijn zeer bekend met de asteroïdengordel bij Mars, en ook met die in de Kuipergordel.
Echter de Centauren is een minder bekende populatie, en zijn zo genoemd daar ze een soort hybriden zijn, die enkele kenmerken delen met zowel asteroïden als kometen. Centauren zijn mogelijk onstaan bij deze voornoemde reuzenplaneten, maar weliswaar het grootste deel van hun bestaan hebben ze doorgebracht in de Kuipergordel, de ring buiten de baan van Neptunus. Gravitatie-interacties hebben de Centauren lang geleden daarheen gewerkt maar ook, relatief recent, weer teruggebracht.
Enkele van de Centauren ondergaan uiteindelijk nog een extra zwaartekrachtstoot die de objecten in de richting van de zon duwt. Deze objecten worden dan kometen, die coma’s en lange, fraaie staarten ontwikkelen als ze de zon naderen en opwarmen. Geschat wordt dat ongeveer de helft van de Centauren, door interactie met de banen van Jupiter en Saturnus naar het centrum van het zonnestelsel geslingerd. Seligman stelt: “Deze objecten zijn erg oud en bevatten ijs uit de vroege dagen van het zonnestelsel dat nooit is gesmolten. En zeer geschikt om de chemische samenstelling van objecten uit het verre zonnestelsel te onderzoeken.

NASA komeet missie EPOXI, flyby Credits; NASA

Mogelijk zouden toekomstige ruimtesondes dit proces over enkele decennia van dichtbij kunnen bestuderen. Een sonde zou naar Jupiter kunnen vliegen, in de baan van Jupiter wachten tot een van deze objecten in de zwaartekracht van de planeet terechtkomt, en ‘meereizen’ met het object om te zien hoe het in realtime een komeet wordt. Dit is een mooi maar destructief proces: de prachtige staart van een komeet wordt geproduceerd als het ijs ervan afbrandt als de temperatuur stijgt. Komeetijs bestaat uit verschillende soorten moleculen en gassen, die elk op verschillende punten op weg naar de zon beginnen op te branden. Seligman: “Je zou kunnen achterhalen waar typische komeetijsvorming plaatsvindt, en ook wat de gedetailleerde interne structuur is, iets dat lastig is te ontdekken met grondtelescopen.” Ook barst het oppervlak van de komeet als het opwarmt, waardoor pokdalingen en kraters ontstaan. Eenmaal in kaart gebracht, kun je aldus Seligman, de dynamiek van het zonnestelsel beter begrijpen, wat belangrijk is voor zaken als het vormen van aardachtige planeten in zonnestelsels, Mede dankzij de ontdekkingen van verschillende grote asteroïdengordels hebben wetenschappers de afgelopen 50 jaar hun theorieën over het ontstaan van ons zonnestelsel herzien. I.p.v. ontwikkeling op hun plaats, stelt men zich nu een veel dynamischer en onstabieler proces van vorming voor; stukken ijs en gesteente die verspreid en tegen elkaar aan botsen, zich opnieuw vormend en rondbewegend binnen het zonnestelsel. Veel van deze objecten vloeiden uiteindelijk samen in de acht grote planeten, maar andere blijven los en verspreid in verschillende gebieden van de ruimte.

Komeet P2019LD2 Hubble, publ. 21 februari 2021 Credits; NASA/HST

Seligman en zijn team identificeerden zelfs een mogelijk doelwit voor een ruimtemissie: een Centaur, de P/ 2019 LD2, die in 2063 dicht bij Jupiter zal cirkelen. Het team heeft berekend dat er een kans van meer dan 98% is, dat deze ontmoeting het object naar de zon zal duwen en het in een komeet zal veranderen. Hun berekeningen tonen verder aan dat een sonde die op de loer ligt in de buurt van Jupiter het object zou kunnen inhalen en een tijd meevliegen, zolang de sonde reeds op weg zou gaan in 2061 naar een van te voren bepaald ontmoetingspunt. En astronomen kunnen uiteraard ook nog andere Centauren identificeren die vóór 2063 zouden kunnen worden bezocht, aldus het team dat hoopt dat dergelijke doelen mogelijk kan worden ontdekt door het Vera C. Rubin Observatorium. Centauren zijn nooit eerder bezocht door een sonde, de missies van NASA’s Discovery-programma, dat relatief goedkope robotische planetaire exploratie verzorgt, koos niet voor Centaur-voorstellen. Bronnen; Universiteit van Chicago/Space.com/NASA/JPL/Astronomy

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.

Zeer poreuze rotsen geven planetoïde Bennu z’n pokdalige oppervlak

Planetoïde Bennu. Credit: NASA / Goddard / University of Arizona

Sterrenkundigen dachten dat planetoïden zoals Bennu een oppervlak zouden hebben dat als ware bedekt met zand zou zijn, regoliet van fijn zand en kleine steentjes, van slechts enkele centimeters groot. Maar niets was minder waar, zoals bleek uit de waarnemingen van dichtbij met NASA’s OSIRIS-REx ruimteverkenner. Die zag namelijk dat Bennu bedekt was met grote rotsblokken van wel meters groot en dat fijn regoliet ontbrak. Onderzoek door een team van sterrenkundigen onder leiding van Saverio Cambioni (UArizona Lunar and Planetary Laboratory) laat nu zien hoe dat mogelijk komt. Het woord REx’ in OSIRIS-REx staat voor Regolith Explorer en dat is ook één van de doelen van de verkenner geweest, die inmiddels met een lading monsters onderweg terug is naar de aarde, het onderzoeken van het regoliet. Cambioni en z’n team pasten algoritmes van kunstmatige intelligentie toe om gegevens te analyseren die OSIRIS-REx had verzameld tijdens de korte afdaling oktober 2020 tot aan het oppervlak. Daarbij keken ze vooral naar de thermische (infrarode) straling van Bennu. Die straling is van rotsen anders dan van fijn regoliet. Uit het onderzoek komt naar voren dat het fijne regoliet niet willekeurig was verdeeld over Bennu, maar minder was waar de rotsen poreuzer waren, wat op het grootste deel van het oppervlak het geval was. De rotsblokken op Bennu zijn erg poreus en als er inkomende meteoren neerstorten werken de rotsen als een spons, dan dempen de holtes in de rotsen de klap van die meteoren. Als zo’n meteoor inslaat komt er fijn stof vrij en dat valt dan neer als regoliet. Verder zijn poreuze rotsen minder gevoelig voor scheuren door de aswenteling en de dag/nachtritmes van Bennu en dat zorgt ook voor minder fijn regoliet. Hier het vakartikel over het onderzoek aan de rotsen op Bennu, verschenen in Nature. Bron: Phys.org.

Is 2005 QN137 nou een planetoïde of een komeet?

Linksboven 2005 QN137, met een héél lange staart achter ‘m aan. Credit: Henry H. Hsieh (PSI), Jana Pittichová (NASA/JPL-Caltech).

Op 7 juli van dit jaar werd met de Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System (ATLAS) survey ontdekt dat (248370) 2005 QN137 actief is, een planetoïde die zich samen met een half miljoen andere planetoïden in de ‘gordel’ tussen Mars en Jupiter bevindt. Anders dan gewone planetoïden blijkt 2005 QN137 actief te zijn, niet eenmalig actief, maar regelmatig. En daarmee is dit de achtste planetoïde die zich gedraagt als komeet, een mix dus van planetoïde en komeet. Men noemt hem daarom ook wel een ‘main-belt comet‘, waarvan er inmiddels zo’n 20 bekend van zijn [1]Dus resumerend: de achtste planetoïde die zich gedraagt als komeet, de 20e komeet die zich gedraagt als planetoïde. Begrijpen jullie het?. Hij heeft de fysieke kenmerken van een komeet, maar de typische baan van een planetoïde (zie de afbeelding hieronder, waarin je ook de typische baan van een komeet ziet, in dit geval komeet Halley).

Credit: Henry H. Hsieh (PSI).

In juli had 2005 QN137 een staart die maar liefst 720.000 km lang was, drie keer de afstand aarde-maan. Sterrenkundigen denken dat de activiteit veroorzaakt wordt door het sublimeren (verdampen) van ijs op het oppervlak. De staart was ook heel smal, slechts 1400 km. De kern van 2005 QN137 is naar schatting 3,2 km groot. Zou je de staart van de komeet verkleinen tot de lengte van een voetbalveld, dan zou die staart 18 cm breed zijn en zou de kern slechts een halve mm groot zijn. Dat de staart zo extreem smal is laat zien dat de stofeeltjes die de kern verlaten een lage snelheid hebben. De gasstroom, die de stofdeeltjes normaal gesproken tot in een wijde boog om de kern brengt, moet daarom erg zwak zijn. Dat de stofdeeltjes toch kunnen ontsnappen van de kern komt wellicht doordat deze snel roteert. Bron: PSI.

References[+]

References
1 Dus resumerend: de achtste planetoïde die zich gedraagt als komeet, de 20e komeet die zich gedraagt als planetoïde. Begrijpen jullie het?

ESO maakt beste opnamen tot nu toe van vreemde ‘hondenkluif’-planetoïde

Planetoïde Kleopatra vanuit verschillende hoeken gezien. Credit: ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS).

Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft een team van astronomen nieuwe opnamen gemaakt van de planetoïde Kleopatra. Dat heeft de meest detailrijke foto’s tot nu toe opgeleverd van deze merkwaardig gevormde planetoïde, die op een hondenkluif lijkt. Het nieuwe onderzoek levert aanwijzingen op over hoe deze planetoïde, en de twee manen die eromheen draaien, zijn ontstaan.

‘Kleopatra is echt een uniek object binnen ons zonnestelsel,’ zegt Franck Marchis. Hij had de leiding had over het onderzoek van de planetoïde en haar manen, waarvan de resultaten vandaag in Astronomy & Astrophysics (zie dit en dit artikel) worden gepubliceerd. Marchis, astronoom aan het SETI Institute in Mountain View, VS en aan het Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Frankrijk: ‘De wetenschap boekt veel vooruitgang dankzij onderzoek van vreemde buitenbeentjes zoals Kleopatra. Dankzij dit complexe meervoudige planetoïdenstelsel kunnen we meer te weten komen over ons zonnestelsel.’

Zo groot is Kleopatra in vergelijking met het noorden van Italië. Credit: ESO/M. Kornmesser/Marchis et al.

Kleopatra draait in de planetoïdengordel tussen de planeten Mars en Jupiter om de zon. Astronomen hebben haar de bijnaam ‘hondenkluif’-planetoïde gegeven nadat radarwaarnemingen ongeveer twintig jaar geleden lieten zien dat zij uit twee lobben bestaat die door een dikke ‘hals’ met elkaar verbonden zijn. In 2008 ontdekten Marchis en zijn collega’s dat om Kleopatra twee manen cirkelen, die AlexHelios en CleoSelene heten, naar de kinderen van de beroemde Egyptische koningin.

Om meer over Kleopatra te weten te komen, gebruikten Marchis en zijn team snapshots van de planetoïde die tussen 2017 en 2019 op verschillende momenten zijn genomen met het Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) instrument van ESO’s VLT. Omdat de planetoïde draaide, konden ze haar vanuit verschillende hoeken bekijken en de tot nu toe meest nauwkeurige 3D-modellen van haar vorm maken. Daarbij hebben de astronomen ontdekt dat de ene lob groter is dan de andere, en dat de lengte van de planetoïde circa 270 kilometer bedraagt – ruwweg de afstand Maastricht-Groningen.

Bij een tweede onderzoek, eveneens gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics, heeft een team onder leiding van Miroslav Brož van de Karelsuniversiteit in Praag, Tsjechië, de SPHERE-waarnemingen gebruikt om de juiste omloopbanen van Kleopatra’s beide manen vast te stellen. Bij eerdere onderzoeken waren deze banen al ruw bepaald, maar de nieuwe waarnemingen met ESO’s VLT lieten zien dat de manen zich niet bevonden waar de oudere gegevens voorspelden dat ze zouden staan.

Bewerkte SPHERE-opname waarop de manen van Kleopatra te zien zijn. Credit: ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS).

‘Dit moest worden opgelost,’ zegt Brož. ‘Want als de banen van de manen fout waren, was alles fout, inclusief de massa van Kleopatra.’ Dankzij de nieuwe waarnemingen en geavanceerde modelleringen is het team erin geslaagd om nauwkeurig te beschrijven hoe Kleopatra’s zwaartekracht de bewegingen van haar manen beïnvloedt en om de complexe omloopbanen van AlexHelios en CleoSelene te bepalen. Dit stelde hen in staat om de massa van de planetoïde te berekenen. Die bleek 35% lager dan eerdere schattingen aangaven.

Door de nieuwe schattingen voor volume en massa met elkaar te combineren, konden de astronomen een nieuwe waarde voor de dichtheid van de planetoïde berekenen. Die blijkt minder dan de helft van de dichtheid van ijzer te zijn – ook lager dan gedacht [1] De opnieuw berekende dichtheid bedraagt 3,4 gram per kubieke centimeter, terwijl eerder werd aangenomen dat Kleopatra een gemiddelde dichtheid van ongeveer 4,5 gram per kubieke dichtheid zou hebben.. De lage dichtheid van Kleopatra, waarvan aangenomen wordt dat zij voor een relatief groot deel uit metalen bestaat, doet vermoeden dat zij poreus van structuur is en mogelijk niet veel meer is dan een losse samenklontering van puin. Dit betekent dat zij waarschijnlijk is ontstaan uit materiaal dat zich na een reusachtige inslag heeft opgehoopt.

Kleopatra’s puinhoopstructuur en de manier waarop zij roteert, leveren ook aanwijzingen op over hoe haar twee manen kunnen zijn gevormd. De planetoïde roteert met bijna kritische snelheid – de snelheid waarboven zij uit elkaar zou beginnen te vallen – en zelfs bij kleine inslagen kunnen steentjes van haar oppervlak ontsnappen. Marchis en zijn team denken dat AlexHelios en CleoSelene uit dit ontsnappende materiaal kunnen zijn gevormd, wat zou betekenen dat Kleopatra ook echt haar eigen manen heeft voortgebracht.

De nieuwe beelden van Kleopatra en de inzichten die ze opleveren, zijn volledig te danken aan een van de geavanceerde adaptive optics systemen waar ESO’s VLT, die in de Chileense Atacama-woestijn staat opgesteld, gebruik van maakt. Adaptieve optiek corrigeert de beeldvervormingen, veroorzaakt door de atmosfeer van de aarde, die ervoor zorgen dat objecten wazig lijken – hetzelfde effect dat sterren vanaf de aarde gezien doet twinkelen. Dankzij deze correcties kon SPHERE Kleopatra – die nooit dichterbij komt dan 200 miljoen kilometer – in beeld brengen, ondanks dat haar schijnbare grootte aan de hemel vergelijkbaar is met die van een golfbal op ongeveer veertig kilometer afstand.

ESO’s toekomstige Extremely Large Telescope (ELT), met zijn geavanceerde adaptieve optische systemen, zal ideaal zijn om opnamen te maken van verre planetoïden zoals Kleopatra. ‘Ik kan niet wachten om de ELT op Kleopatra te richten, om te zien of er nog meer manen zijn, en hun banen te verfijnen om kleine veranderingen op te sporen,’ voegt Marchis toe. Bron: ESO.

References[+]

References
1 De opnieuw berekende dichtheid bedraagt 3,4 gram per kubieke centimeter, terwijl eerder werd aangenomen dat Kleopatra een gemiddelde dichtheid van ongeveer 4,5 gram per kubieke dichtheid zou hebben.

Planetoïde Phaethon stoot natrium uit

Impressie van de planetoïde Phaethon. Credit: NASA/JPL-Caltech/IPAC)

De planetoïde 3200 Phaethon zegt wellicht niet zo veel, maar indirect kent iedereen hem wel, want het is de bron van de Geminiden, de jaarlijks terugkerende meteorenzwerm die in december te zien is. Een planetoïde als bron van meteoren is ongewoon, want de meeste zwermen worden veroorzaakt door kometen, die materiaal uitstoten en als de aarde dan door zo’n spoor van uitgestoten materie trekt en de deeltjes in de atmosfeer terecht komen zien we die als meteoren. Van kometen is het logisch als ze materiaal uitstoten, omdat ze uit een mengsel van ijs en steen bestaan, een vuole sneeuwbal die deels smelt als het in de buurt van de zon komt. Maar planetoïden bestaan voornamelijk uit gesteente, dus hoe kan een planetoïde als Phaethon dan ook materiaal uitstoten en welk materiaal is dat?

Radarbeelden van Phaethon. Credit: Arecibo Observatory/NASA/NSF

Een onderzoeksteam onder leiding van Joseph Masiero van IPAC (Infrared Processing & Analysis Center) onderzocht dat en volgens hen is het natrium dat door Phaethon wordt uitgestoten. Phaethon is een 5,8 km grote aardscheerder (Near Earth Object, NEO) van het Apollo-type, eentje die tot zeer dicht bij de zon kan komen. Hij draait in een baan om de zon die 524 dagen duurt en als hij het dichtst bij de zon staat (het perihelium genaamd) dan kan de temperatuur aan z’n oppervlak er 750 °C worden. Als er water, kooldioxide, koolmonoxide of natrium op het oppervlak van Phaethon zou liggen zou dat bij dergelijke temperaturen snel vrijkomen en de ruimte in verwijnen, zoals bij kometen. Alleen zouden die elementen er dan al snel compleet verdwenen moeten zijn. Het moet dus vanuit het binnenste van de planetoïde komen.

De Allende meteoriet, die in Mexico op 8 februari 1969 neerviel.  credits; Wikipedia

En dat is wat Masiero en z’n team nu bekeken hebben. Wat ze deden was een fragment van de bekende Allende meteoriet, die in 1969 in het noorden van Mexico viel en gevonden werd, in een laboratium verhitten tot de omstandigheden zoals die heerst bij een perihelium van Phaethon, dus bij een temperatuur van 750 °C en een rotatieperiode van drie uur. Uit de test kwam naar voren dat natrium er dan inderdaad uit vrijkomt, terwijl andere mineralen bewaard blijven in de meteoriet. Ze denken daarom dat het natrium in het binnenste van Phaethon bij de periheliumpassages verdampt en dan via scheuren en spleten in het gesteente vrijkomt. Daarbij wordt dan tegelijk rotsachtig oppervlaktepuin de ruimte in geslingerd en dat zien we dan terug als de meteoren van de Geminiden. Gebleken is dat die meteoren géén natrium bevatten, want dan hadden de meteoorsporen oranje moeten zijn en dat zijn ze niet. Het natrium verdampt dus bij het perihelium, maar het puin zien we hier terug als de mooie Geminiden, waarvan je er eentje hieronder ziet.

Een Geminide vuurbol. Credit: Wally Pacholka / AstroPics.com / TWAN.

Hier het vakartikel over de Phaethon planetoïde, verschenen in the Planetary Science Journal. Bron: NASA Spaceflight.

Sterrenkundigen ontdekken de snelst bewegende planetoïde in het zonnestelsel

Impressie van 2021 PH27 die in een baan vlakbij de zon draait. Credit: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva (Spaceengine)

Sterrenkundigen hebben met behulp van de 570-megapixel Dark Energy Camera (DECam) in Chili slechts tien dagen geleden de snelst bewegende planetoïde in ons zonnestelsel ontdekt. Het gaat om planetoïde 2021 PH27, die 1 kilometer in doorsnede is en die in een baan om de zon draait die slechts 113 dagen duurt, da’s voor planetoïden een record (niet voor planeten, Mercurius draait in slechts 88 dagen één keer om de zon). De kortste afstand in de elliptische baan van 2021 PH27 tot de zon is 20 miljoen km, dat is 0,13 AE (Astronomische Eenheid, de afstand aarde-zon van 149 miljoen km) – deels gelegen binnen de baan van Mercurius. In zijn aphelium (het punt het verste van de zon) staat 2021 PH27 op 70 miljoen km van de zon (0,43 AE).

Dat de planetoïde zo snel gaat komt door die baan, die zo dicht bij de zon gelegen is (zie de infografiek hieronder).

Credit: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva (Spaceengine)

2021 PH27 is één van de 20 bekende Apohel-planetoïden, dat zijn de planetoïden die banen hebben die volledig binnen de baan van de aarde gelegen zijn. Wellicht bevond de planetoïde zich ooit ergens in de reguliere planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter, maar is hij door zwaartekrachtsinvloeden van de binnenste planeten naar het centrum van het zonnestelsel gemigreerd. 2021 PH27 heeft een hoge inclinatiehoek (27 graden) met het vlak waarin alle planeten zich bevinden en dat wijst erop dat het mogelijk van oorsprong geen planetoïde was, maar een komeet. Een lang leven is 2021 PH27 ook niet beschoren, want door diezelfde zwaartekrachtsinvloeden zal de planetoïde binnen enkele miljoenen jaren botsen tegen Mercurius, Venus of de zon.

Hieronder zie je de ontdekkingsfoto van 2021 PH27, gemaakt op 13 augustus door Ian Dell’antonio en Shenming Fu (Brown University), gemaakt met de Dark Energy Camera (DECam) verbonden aan de Víctor M. Blanco 4-meter Telescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatorium (CTIO) in Chili. Je ziet 2021 PH27 op de afbeelding blauw én rood om aan te geven op welke verschillende posities het zich bevond op 13 augustus j.l.

Credit: CTIO/NOIRLab/NSF/DOE/DECam/AURA/S.S. Sheppard (Carnegie Institution of Science)

Bron: NOIRLab.

OSIRIS-REx heeft meer inzicht opgeleverd in de toekomstige baan van planetoïde Bennu

Een mozaïekfoto van Bennu, gemaakt door 12 opnames met de PolyCam van 2 december j.l. te stacken. Credits: NASA/Goddard/University of Arizona

In een vandaag gepubliceerd artikel zeggen sterrenkundigen dat ze dankzij onderzoek met OSIRIS-REx meer te weten zijn gekomen over de baan van de planetoïde Bennu, een potentiële aardscheerder en dat er tot het jaar 2300 slechts een zeer geringe kans is op een botsing met de aarde. De ‘Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer‘ (OSIRIS-REx) draaide sinds 2018 om Bennu, die zo’n 500 meter in diameter is en deed daar veel onderzoek. Op 10 mei 2021 verliet OSIRIS-REx de kleine planetoïde, nadat eerder (op 20 oktober 2020) bij een succesvolle Touch-and-Go (TAG) gebeurtenis de ruimteverkenner afdaalde tot aan het oppervlak en daar een kleine hoeveelheid grondmonsters verzamelde. Die monsters kwamen in een container terecht, die nu (afgesloten) naar de aarde worden gebracht en die op 24 september 2023 hier zullen arriveren. Van Bennu was al bekend dat het een ‘Near-Earth Object’ (NEO) is, een aardscheerder die in potentie in botsing zou kunnen komen met de aarde. Nu blijkt dat de risico’s daartoe zeer beperkt zijn: tot aan het jaar 2300 is de kans op een inslag 1 op 1750 (0,057%). En dat is dan het totaal van alle kansen op een inslag tot dat jaar in de verre toekomst. De grootste kans op een inslag is er op 24 september 2182 – over pakweg 161 jaar – als die kans 1 op 2700 is, da’s 0,037%. Eerder al, in 2035, is er ook een nauwe passage van Bennu langs de aarde, maar die brengt ‘m niet zo dichtbij als in 2182. Alle gegevens zijn terug te lezen in het artikel ‘Ephemeris and hazard assessment for near-Earth asteroid (101955) Bennu based on OSIRIS-REx data‘ van Davide Farnocchia (Center for Near Earth Object Studies) en z’n team, dat vandaag verscheen in het tijdschrift Icarus. Bron: NASA.

NASA’s OSIRIS-REx is begonnen aan z’n reis terug naar aarde

Foto van Bennu, waar kleine deeltjes vanaf vliegen. Credit: NASA

NASA’s Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer (OSIRIS-REx) is gisteren om 22.23 uur Nederlandse tijd begonnen aan z’n reis terug naar de aarde, terug naar waar z’n missie vijf jaar geleden startte. Op dat tijdstip gisteravond begon de hoofdmotor aan een zeven minuten durende ‘full throttle’, zeg maar dat ze op vol vermogen gas gaf om de ruimteverkenner uit z’n baan om de kleine planetoïde Bennu te krijgen en de reis naar de aarde te beginnen. Door het ontbranden van de motor kreeg OSIRIS-REx een snelheid van 1000 km/uur. De reis terug naar de aarde zal zo’n 2,5 jaar duren en is 1,4 miljard km lang, waarbij hij twee rondjes om de zon zal afleggen. De bedoeling is dat de ruimteverkenner op 24 september 2023 bij de aarde zal arriveren en dat een capsule met aan boord grondmonsters die verzameld zijn op Bennu per parachute zal afdalen in de atmosfeer en in de westelijke woestijn van Utah zal landen op de zogeheten ‘Utah Test and Training Range’. In de afgeschermde capsule bevindt zich minstens 60 gram aan monsters, die bij een korte landing op Bennu op 20 oktober vorig jaar zijn verzameld. Bron: NASA.