|
Загадка цвета троянских астероидов Юпитера
|
|
|
|
Наблюдения, проведенные с помощью телескопа Subaru и его широкоугольной камеры Suprime-Cam первого поколения, позволили по-новому взглянуть на взаимосвязь между цветом и размером троянских астероидов Юпитера.
|
|
|
|
В то время как для крупных юпитерианских троянцев хорошо известно бимодальное распределение цветов, новое исследование показывает, что более мелкие юпитерианские трояны демонстрируют заметно отличающееся поведение. Это открытие дает важный ключ к пониманию происхождения и эволюции этих загадочных объектов. Результаты опубликованы в журнале Astronomical Journal в статье под названием "Распределение по цвету и размерам малых троянских астероидов Юпитера".
|
|
|
|
Что такое троянские астероиды Юпитера?
|
|
|
|
Юпитер вращается вокруг Солнца, и вдоль его орбиты есть стабильные области, где астероиды группируются впереди и позади планеты. Эти группы астероидов известны как троянцы Юпитера. Считается, что эти астероиды хранят информацию о ранней Солнечной системе и часто описываются как "окаменелости" Солнечной системы.
|
|
|
|
Предыдущие исследования показали, что крупные юпитерианские трояны можно разделить на два типа в зависимости от их отражательной способности: красные "D-типа" и менее красные "P-типа/C-типа". Считается, что цвет астероида отражает его состав и удаленность от Солнца, поскольку температурные градиенты в ранней Солнечной системе влияли на типы материалов, которые могли конденсироваться.
|
|
|
|
|
|
|
Троянская популяция Юпитера содержит два типа астероидов, которые, возможно, сформировались в разных регионах, но сегодня они сосуществуют в одной и той же орбитальной области. Точная причина этого остается неясной, хотя было высказано предположение, что крупномасштабная миграция планет-гигантов в ранней Солнечной системе привела к перемещению удаленных небольших тел в орбитальную область Юпитера.
|
|
|
|
Чтобы лучше понять происхождение этих двух популяций астероидов, исследовательская группа из Университета гигиены труда и окружающей среды, Национальной астрономической обсерватории Японии и Университета Кобе сосредоточилась на небольших троянских астероидах Юпитера.
|
|
|
|
За свою историю астероиды неоднократно сталкивались. Поэтому считается, что многие небольшие астероиды являются фрагментами, образовавшимися в результате распада более крупных родительских тел.
|
|
|
|
В то время как поверхности крупных астероидов менялись в течение длительных периодов воздействия космической среды, более мелкие фрагменты, скорее всего, сохранят информацию о внутренней структуре их родительских тел. В этом смысле изучение цвета небольших астероидов дает ценные ключи к пониманию первоначального состава их родительских тел.
|
|
Последняя ночь Супрайм-камеры
|
|
|
|
Цвета астероидов можно измерить с помощью спектроскопии или многоцветной фотометрии. Маленькие юпитерианские трояны слишком слабы для эффективного спектроскопического наблюдения даже в большие телескопы. Чтобы преодолеть это ограничение, команда провела многоцветную фотометрию с помощью Suprime-Cam, широкоугольной камеры первого поколения Subaru Telescope.
|
|
|
|
Планировалось, что Suprime-Cam будет выведена из эксплуатации с началом эксплуатации Hyper-Suprime-Cam (HSC). HSC - это камера второго поколения, которая обеспечивает поле обзора примерно в семь раз больше, чем у Suprime-Cam, что значительно повышает эффективность съемки. Однако из-за его больших размеров требуется значительно больше времени для замены фильтров.
|
|
|
|
Астероиды вращаются, и интенсивность отраженного от них света меняется в зависимости от вращения; поэтому при измерении их цвета желательно выполнять фотометрические измерения с использованием нескольких фильтров в максимально сжатые сроки.
|
|
|
|
"Suprime-Cam была незаменима для этого исследования, которое требовало быстрых многоцветных наблюдений на обширной территории неба", - говорит Фуми Йошида (Университет гигиены труда и окружающей среды /Технологический институт Тиба), возглавлявший исследование.
|
|
|
|
Наблюдения были проведены в мае 2017 года во время "заключительной ночи" Suprime-Cam на телескопе Subaru. В тот вечер многие люди, участвовавшие в разработке и эксплуатации прибора, собрались на телескопе Subaru и в комнате дистанционного наблюдения в Митаке, чтобы стать свидетелями финального выступления Suprime-Cam.
|
|
|
|
"Я глубоко благодарен за то, что наше исследование было проведено в столь торжественное время. Моя работа над малыми телами в Солнечной системе началась в 2000 году с тестовых наблюдений с помощью Suprime-Cam. В течение следующих 17 лет я продолжал использовать этот инструмент для изучения размеров и пространственного распределения малых тел Солнечной системы", - рассказывает Йошида.
|
|
|
|
Основные результаты
|
|
|
|
Исследовательская группа наблюдала за областью примерно в 60 градусах впереди Юпитера и обнаружила 120 троянских астероидов Юпитера. Проведенный ими анализ соотношения цвета и размера объектов размером в километр позволил сделать два важных вывода:
|
|
|
|
- У небольших астероидов нет четкой цветовой бимодальности: в отличие от более крупных юпитерианских троянцев, которые четко делятся на "красные" и "менее красные" группы, у более мелких троянцев наблюдается непрерывное распределение цветов. В целом, менее красные объекты встречаются чаще.
|
|
|
|
- Отсутствие зависимости от цвета в распределении по размерам: предыдущие исследования показали, что распределение по размерам между красными и менее красными группами крупных юпитерианских троянцев различается. Однако это исследование практически не выявило различий в распределении по размерам между красными и менее красными астероидами. Эти результаты опровергают общепринятую гипотезу о том, что красные астероиды распадаются на менее красные объекты, предполагая, что обе популяции подвергаются сходным процессам столкновения.
|
|
|
|
Заглядывая в будущее
|
|
|
|
Эти данные дают важные сведения о происхождении и эволюции троянских астероидов Юпитера.
|
|
|
|
Текущие полеты космических аппаратов еще больше углубят наше понимание. Например, миссия Европейского космического агентства JUICE исследует систему Юпитера, в то время как миссия НАСА Lucy проведет первые облеты троянских астероидов Юпитера.
|
|
|
|
Объединение этих наблюдений с помощью космических аппаратов с результатами этого исследования и теоретического моделирования значительно продвинет исследования в этой области и поможет раскрыть историю формирования этих интригующих объектов.
|
|
|
|
Источник
|
