Artist’s impression of exiled asteroid 2004 EW95
This artist’s impression shows the exiled asteroid 2004 EW95, the first carbon-rich asteroid confirmed to exist in the Kuiper Belt and a relic of the primordial Solar System. This curious object likely formed in the asteroid belt between Mars and Jupiter and must have been transported billions of kilometres from its origin to its current home in the Kuiper Belt.
Źródło:ESO/M. KornmesserTeleskopy ESO znalazły w pasie Kuipera pierwszą potwierdzoną planetoidę bogatą w węgiel
Międzynarodowy zespół astronomów wykorzystał teleskopy ESO do zbadania reliktu z pierwotnego Układu Słonecznego. Naukowcy odkryli, iż nietypowy obiekt pasa Kuipera – 2004 EW95 - jest bogatą w węgiel planetoidą, pierwszą tego rodzaju potwierdzoną w zimnych zewnętrznych krańcach Układu Słonecznego. Te ciekawy obiekt przypuszczalnie uformował się w pasie planetoid pomiędzy Marsem, a Jowiszem i został wyrzucony na miliardy kilometrów od swojego miejsca pochodzenia do pasa Kuipera.
Wczesne dni Układu Słonecznego były burzliwym czasem. Modele teoretyczne tego okresu przewidują, że po uformowaniu się gazowych olbrzymów, hulały one w Układzie Słonecznym wyrzucając małe skaliste ciała z wewnętrznych rejonów układu na dalekie orbity w dużych odległościach od Słońca
[1]. W szczególności modele te sugerują, że pas Kuipera — zimny region za orbitą Neptuna — powinien zawierać niewielki odsetek skalistych ciał z wewnętrznego Układu Słonecznego, takich jak bogate w węgiel planetoidy, określano jako planetoidy węgliste (planetoidy typu C)
[2].
Najnowsza publikacja zaprezentowała dowody na pierwszą wiarygodnie zaobserwowaną planetoidę węglistą w pasie Kuipera, dostarczając silnego wsparcia modelom teoretycznym dotyczącym trudnej młodości Układu Słonecznego. Po żmudnych obserwacjach wieloma instrumentami na należącym do ESO Bardzo Dużym Teleskopie (VLT), mały zespół astronomów, którym kierował Tom Seccull z Queen’s University Belfast w Wielkiej Brytanii, był w stanie zmierzyć skład anomalnego obiektu pasa Kuipera oznaczonego jako 2004 EW95, a tym samym ustalić, że jest to planetoida węglista. Sugeruje to, że pierwotnie uformowała się w wewnętrznym Układzie Słonecznym i musiała od tamtych czasów dokonać migracji na zewnątrz
[3].
Orbital exile.
An international team of astronomers has used ESO telescopes to investigate a relic of the primordial Solar System. The team found that the unusual Kuiper Belt Object 2004 EW95 is a carbon-rich asteroid, the first of its kind to be confirmed in the cold outer reaches of the Solar System.
The red line in this image shows the orbit of 2004 EW95, with the orbits of other Solar System bodies shown in green for comparison.
Źródło:ESO/L. CalçadaSpecyficzna natura 2004 EW95 po raz pierwszy zwróciła uwagę podczas rutynowych obserwacji należącym do NASA/ESA Kosmicznym Teleskopem Hubble’a, które prowadził Wesley Fraser, astronom z Queen’s University Belfast, który jest także członkiem zespołu odpowiedzialnego za opisywane odkrycie. Widmo odbiciowe planetoidy — specyficzny wzór długości fali świetlnej odbijanej od obiektu — był inny niż podobnych małych obiektów pasa Kuipera (KBOs - Kuiper Belt Objects), które zwykle maja mało interesujące widma bez struktur, które ujawniają niewiele informacji o ich składzie.
“Widmo odbiciowe 2004 EW95 było wyraźnie inne od pozostałych obiektów obserwowanych w zewnętrznym Układzie Słonecznym” wyjaśnia Seccull, pierwszy autor publikacji. „Wyglądało na tyle dziwaczne, że przyjrzeliśmy się mu bliżej”.
Zespół obserwował 2004 EW95 przy pomocy instrumentów X-Shooter i FORS2 na VLT. Czułość tych spektrografów pozwoliła badaczom na uzyskanie dokładniejszych pomiarów wzorów światła odbijanych od planetoidy i ustalenie jej składu.
Jednak, nawet mimo imponującej mocy VLT zbierania światła, 2004 EW95 nadal był trudny do zaobserwowania. Mimo iż obiekt mierzy 300 km, to obecnie jest w kolosalnej odległości 4 miliardów kilometrów od Ziemi, co powoduje, że zbieranie danych o ciemnej, bogatej w węgiel powierzchni jest wymagającym wyzwaniem naukowym.
„To jakby obserwowanie olbrzymiej góry węgla na tle czarnego jak smoła nocnego nieba” mówi Thomas Puzia z Pontificia Universidad Católica de Chile, współautor pracy.
„Obiekt 2004 EW95 nie tylko się porusza, ale jest bardzo słaby” dodaje Seccull. „Musieliśmy użyć mocno zaawansowanych technik przetwarzania danych, aby wydobyć z nich tak dużo, jak to możliwe.”
Dwie cechy w widmie obiektu są szczególnie przyciągające wzrok i odpowiadają występowaniu tlenków żelaza i filokrzemianów. Występowanie tych materiałów nie było nigdy wcześniej potwierdzone wśród obiektów pasa Kuipera. Cechy te silnie sugerują, że 2004 EW95 uformował się w wewnętrznym rejonie Układu Słonecznego.
Seccull podsumowuje: “Obecna siedziba 2004 EW95 jest na lodowych rubieżach Układu Słonecznego. Sugeruje to, że obiekt musiał zostać przemieszczony na aktualną orbitę przez planetę migracyjną we wczesnym okresie Układu Słonecznego”.
„O ile istniały wcześniejsze raporty o innych nietypowych widmach obiektów pasa Kuipera, żaden nie został potwierdzony z taka jakością” komentuje Olivier Hainaut, astronom ESO, który nie był członkiem zespołu. „Odkrycie planetoidy węglistej w pasie Kuipera jest kluczową weryfikacją jednego z fundamentalnych przewidywań dynamicznych modeli wczesnego Układu Słonecznego.”
Uwagi
[1] Obecne modele dynamiczne ewolucji wczesnego Układu Słonecznego, takie jak hipoteza wielkiego halsu (grand tack hypothesis) i model nicejski, przewidują, że planety olbrzymy migrowały najpierw do wewnątrz, a potem na zewnątrz, zaburzając i rozpraszając obiekty w wewnętrzej części Układu Słonecznego. W konsekwencji naukowcy spodziewają się, że niewielki procent skalistych planetoid został wyrzucony na orbity w Obłoku Oorta i pasie Kuipera.
[2] Planetoidy węgliste zawierają pierwiastek węgiel i różne jego związki. Planetoidy węgliste —typu C — można zidentyfikować na podstawie ciemnych powierzchni będących skutkiem występowania cząsteczek węgla.
[3] Inne obiekty wewnętrznego Układu Słonecznego były już wcześniej wykrywane na zewnętrznych rubieżach Układu Słonecznego, ale jest to pierwsza planetoida węglista, którą znaleziono w pasie Kuipera, daleko od pierwotnego domu.
Więcej informacji
Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. “2004 EW95: A Phyllosilicate-bearing Carbonaceous Asteroid in the Kuiper Belt”, T. Seccull et al., który ukaże się w Astrophysical Journal Letters.
Skład zespołu badawczego: of Tom Seccull (Astrophysics Research Centre, Queen’s University Belfast, Wielka Brytania), Wesley C. Fraser (Astrophysics Research Centre, Queen’s University Belfast, Wielka Brytania) , Thomas H. Puzia (Institute of Astrophysics, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), Michael E. Brown (Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, USA) and Frederik Schönebeck (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Niemcy).
ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Ma 15 krajów członkowskich: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy, dodatkowo Chile jest kraje gospodarzem, a Australia strategicznym partnerem. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się „największym okiem świata na niebo”.
Krzysztof Czart
Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Przeczytaj więcej: 
