奇怪的160英里长“狗骨头”小行星Kleopatra在详细图像中被捕获

小行星Kleopatra

这11张图片是小行星Kleopatra在不同角度旋转时拍摄的。这些图像是在2017年至2019年的不同时间,由ESO的VLT上的光谱偏振高对比度系外行星研究(SPHERE)仪器拍摄的。Kleopatra在火星和木星之间的小行星带中绕太阳运行。自从大约20年前的雷达观测显示它有两个由一个粗“脖子”连接的叶状结构后,天文学家就把它称为“狗骨小行星”。来源:ESO/Vernazza, Marchis等人/MISTRAL算法(ONERA/CNRS)

使用欧洲南部天文台的甚大望远镜ESO一组天文学家获得了迄今为止关于Kleopatra小行星最清晰、最详细的图像。通过观察,研究小组可以将这颗类似狗骨头的奇特小行星的三维形状和质量限制在更高的位置精度比以往任何时候都要多。他们的研究为这颗小行星及其轨道上的两个卫星是如何形成的提供了线索。

“Kleopatra确实是一个独特的身体在我们的太阳系中,”弗兰克马奇说,天文学家在山景城搜寻地外文明研究所,美国Laboratoire d奥秘de马赛,法国,领导一个研究小行星卫星和一个不寻常的形状——发表在今天(2021年9月9日)天文学和天体物理学.由于奇怪的异常值的研究,“科学就会产生很大的进步。我认为Kleopatra是其中之一,了解这一复杂的,多个小行星系统可以帮助我们更多地了解我们的太阳系。“

Serteroid Kleopatra北意大利

这张图片提供了Kleopatra小行星与意大利北部的大小对比。图片的上半部分显示了Kleopatra的计算机模型,这是一颗“狗骨头”形状的小行星,在火星和木星之间的小行星带中围绕太阳运行。Kleopatra从头到尾长270公里(约168英里)。图片的下半部分是意大利北部的鸟瞰图,上面有克里帕特拉的足迹,如果它在上面盘旋的话。信贷:ESO / M。Kornmesser /马奇et al。

Kleopatra在小行星之间的阳光下">火星木星.自从大约20年前的雷达观测显示它有两个由一个粗“脖子”连接的叶状结构后,天文学家就把它称为“狗骨小行星”。2008年,Marchis和他的同事发现Kleopatra被两个卫星环绕,分别以埃及女王的孩子命名为AlexHelios和CleoSelene。

为了了解更多关于Kleopatra的信息,Marchis和他的团队使用了2017年至2019年期间不同时间内由ESO VLT上的光谱偏振高对比度系外行星研究(SPHERE)仪器拍摄的小行星快照。当小行星旋转时,他们能够从不同角度观察它,并创建迄今为止最精确的其形状的3D模型。他们限制了这颗小行星的狗骨形状和体积,发现其中一个瓣比另一个瓣大,并确定这颗小行星的长度约为270公里,约为英吉利海峡长度的一半。

小行星Kleopatra智利

这张图片提供了Kleopatra小行星与智利的大小对比。图片的上半部分显示了Kleopatra的计算机模型,这是一颗“狗骨头”形状的小行星,在火星和木星之间的小行星带中围绕太阳运行。克利奥帕特拉从头到尾有270公里长。照片的下半部分是智利的鸟瞰图,上面有克里帕特拉在智利上空盘旋时留下的足迹。信贷:ESO / M。Kornmesser /马奇et al。

在第二次研究中,也发表了天文学和天体物理学由捷克共和国布拉格查尔斯大学的Miroslav Brož领导的研究小组报告了他们如何使用SPHERE观测来找到Kleopatra的两个卫星的正确轨道。之前的研究估计了这些卫星的轨道,但ESO的VLT新观测表明,这些卫星并不在旧数据预测的位置。

Brož说:“这个问题必须解决。”“因为如果卫星的轨道是错误的,那么一切都是错误的,包括Kleopatra的质量。”多亏了新的观测和复杂的建模,该团队成功地描述了Kleopatra的重力如何影响卫星的运动,并确定了AlexHelios和CleoSelene的复杂轨道。这使得他们能够计算出这颗小行星的质量,发现它比之前的估计低35%。

小行星Kleopatra卫星

这张经过处理的图像是基于2017年7月拍摄的观测数据,显示了Kleopatra小行星(中央的白色物体)的两个卫星AlexHelios和CleoSelene,在图片的右上角和左下角以两个小白点的形式出现。
Kleopatra的卫星很难在原始图像中看到——这些图像是由ESO的VLT上的光谱偏振高对比度系外行星研究(SPHERE)仪器拍摄的——因为这种自适应光学观测固有的围绕小行星的眩光。为了达到这一效果,克里帕特拉的图像经过了处理,消除了眩光,露出了卫星。来源:ESO/Vernazza, Marchis等人/MISTRAL算法(ONERA/CNRS)

结合对体积和质量的新估计,天文学家能够计算出小行星密度的新值,它的密度不到铁密度的一半,结果比之前认为的要低。[1]Kleopatra的低密度被认为是一种金属成分,这表明它有一个多孔结构,可能比“一堆瓦砾”多一点。这意味着它可能是在一次巨大的撞击后物质重新积累时形成的。

Kleopatra的瓦砾桩结构和它旋转的方式也给出了它的两个卫星如何形成的迹象。小行星几乎以临界速度旋转,上述速度将开始脱落,甚至小的冲击可能会从其表面上抬起鹅卵石。Marchis和他的团队认为,随后,这些鹅卵石随后可以形成alexhelios和Cleoselene,这意味着Kleopatra真正赋予了自己的卫星。


这个动画显示了小行星Kleopatra(红色)的轨道在我们的太阳系中。Kleopatra在小行星带上的阳光下,位于火星和木星的轨道之间。信用:eso / spaineengine.org

多亏了位于智利阿塔卡马沙漠的ESO VLT上使用的一种先进的自适应光学系统,Kleopatra的新图像和它们提供的洞见才得以实现。自适应光学有助于纠正地球大气造成的失真,这种失真会使物体看起来模糊——这与从地球上看到的星星闪烁的效果相同。多亏了这些校正,SPHERE能够拍摄到Kleopatra的图像——它位于距离地球最近的2亿公里处——尽管它在天空中的外观大小相当于大约40公里外的高尔夫球的大小。

ESO即将推出的超大望远镜(ELT),具有先进的自适应光学系统,将是遥远小行星成像的理想选择,如Kleopatra。“我迫不及待地想把ELT指向克里帕特拉,看看是否有更多的卫星,并完善它们的轨道,以检测微小的变化,”马奇斯补充说。

笔记

  1. 最新计算出的密度为3.4克/立方厘米,而此前人们认为Kleopatra的平均密度约为4.5克/立方厘米。

引用:

“(216)Kleopatra,一个低密度批判式M型火星曲线”由F. Marchis,L.Jorda,P.Vernazza,M.Broj,J.Hanuš,M.Ferrais,F.Vachier,N.Rambaux,M.。Marsset,M.Viikinkoski,E. jehin,S. Benseguane,E. Podlewska-Gaca,B. Carry,A. Drouvaurd,S. Fauvaud,M. Birlan,J.Barthier,C. Bartczak,C. Bartczak,C. Dumas,G.Dudzinski, J. Durech, J. Castillo-Rogez, F. Cipriani, F. Colas, R. Fetick, T. Fusco, J. Grice, A. Kryszczynska, P. Lamy, A. Marciniak, T. Michalowski, P. Michel, M. Pajuelo, T. Santana-Ros, P. Tanga, A. Vigan, O. Witasse and B. Yang, 9 September 2021,天文学和天体物理学
0004 - 6361/202140874 DOI: 10.1051 /
arxiv:2108.07207

“(216)Kleopatra三重系统的先进的多极模型”由M.Brož,F. Marchis,L. Jorda,J.Hanuš,P.Vernazza,M.Ferrais,F.Vachier,N.Rambaux,M. Marsset,M.Marsset,M.Viikinkoski,E. jehin,S.Benseguane,E. Podlewska-Gaca,B.携带,A. Drouvaurd,S.Fauvaud,M. Birlan,J.Barthier,P. Bartczak,C. Dumas,G. Dudzinski,J. Durech,J.Castillo-Rogez,F. Cipriani,F.Colas,R.Fetick,T. Fusco,J.Grice,A.Kryszczynska,P.Lamy,A. Marciniak,T. Michalowski,P. Michel,M.Pajuelo,T.Santana-Ros,P. Tanga,A.Vigan,D.Vokrouhlický,O. Witasse和B. Yang,9月9日9月9日,天文学和天体物理学
0004 - 6361/202140901 DOI: 10.1051 /
arxiv:2105.09134

更多的信息

这项研究基于ESO的VLT上的SPHERE观测(首席研究员:Pierre Vernazza),发表在《科学》杂志上的两篇论文中天文学和天体物理学

团队的篇名为《(216)Kleopatra,低密度极度旋转斜小行星”是由f·马奇(卡尔·萨根,地外文明搜索研究所的中心,山景城,美国和Aix马赛大学CNRS, Laboratoire d奥秘德马赛,法国(LAM)), l . Jorda (LAM), p . Vernazza (LAM), m .兄弟ž(天文学研究所捷克布拉格查尔斯大学数理学院,J. Hanuš (CU), M. Ferrais (LAM), F. Vachier (Institut de mécanique céleste et de calcudes éphémérides, observatory de Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC University Paris 06 and Université de Lille, France [IMCCE]),地球、大气和行星科学部,麻省理工学院M. Viikinkoski(芬兰坦佩雷大学数学与统计学[TAU]), E. Jehin(空间科学、技术和天体物理研究所,Université de Liège,比利时[STAR]), S. Benseguane (LAM), E. Podlewska-Gaca(波兹南Adam Mickiewicz大学天文天文台研究所物理学院,Adam Mickiewicz University, Poznan,B. Carry (Université Côte d’azur, Observatoire de la Côte d’azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, France [OCA]), A. Drouard (LAM), S. Fauvaud (Observatoire du Bois de Bardon, Taponnat, France [OBB]), M. Birlan (IMCCE and Astronomical Institute of Romania Academy, Bucharest, Romania [AIRA]), J. Berthier (IMCCE), P. Bartczak (UAM),C. Dumas(30米望远镜,帕萨迪纳,美国[TMT]), G. Dudzinski (UAM), J. Durech (CU), J. Castillo-Rogez(喷气推进实验室,加州理工学院,帕萨迪纳,美国)[JPL.]), f . Cipriani(欧洲太空总署,馆内进行——科学支持的办公室,位于荷兰(馆内进行)? ?),f .可乐(IMCCE), r . Fetick (LAM), t .褐(LAM和法国航空航天实验室BP72 Chatillon Cedex,法国(那里)? ?),j·格赖斯(亚奥理事会和物理科学学院开放大学,米尔顿凯恩斯,英国[你]),a Kryszczynska (UAM),P. Lamy (Laboratoire Atmosphères, Milieux et Observations Spatiales, CNRS [CRNS] and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, guyancourd,法国[UVSQ]), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE and Sección Física, Departamento de Ciencias, Pontificia university Católica del Perú, Lima, Perú [PUCP]),T. Santana-Ros (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal,西班牙阿利坎特大学[UA]和西班牙巴塞罗那大学宇宙研究所[UB]), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC),和B. Yang(欧洲南方天文台,智利圣地亚哥[ESO])。

团队的篇名为《一个先进的多极模型(216)Kleopatra三重系统”是由m .兄弟ž(铜),f•马奇(SETI和LAM), l . Jorda (LAM), j . Hanuš(铜),p . Vernazza (LAM), m . Ferrais (LAM), f . Vachier (IMCCE), n Rambaux (IMCCE), m . Marsset(麻省理工学院),m . Viikinkoski(τ),大肠Jehin(明星),美国Benseguane (LAM),大肠Podlewska-Gaca (UAM), b(亚奥理事会),a Drouard (LAM),美国Fauvaud (OBB), m . Birlan (IMCCE和AIRA), j . Berthier (IMCCE), p . Bartczak (UAM), c·杜马斯(TMT), g . Dudzinski (UAM), j . Durech(铜),j . Castillo-Rogez (JPL), f . Cipriani(馆内进行? ?),f .可乐(IMCCE), r . Fetick (LAM), t .褐(LAM和那里),j·格赖斯(亚奥理事会和OU),A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (CNRS和UVSQ), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE和PUCP), T. Santana-Ros (UA和UB), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC),和B. Yang (ESO)。

ESO是欧洲最重要的政府间天文组织,也是迄今为止世界上最具生产力的地面天文台。它有16个成员国:奥地利、比利时、捷克共和国、丹麦、法国、芬兰、德国、爱尔兰、意大利、荷兰、波兰、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国,还有东道国智利和作为战略伙伴的澳大利亚。ESO执行一项雄心勃勃的计划,重点是设计、建造和运行强大的地面观测设施,使天文学家能够做出重要的科学发现。ESO在促进和组织天文研究合作方面也发挥着主导作用。ESO在智利有三个独特的世界级观测点:拉西拉、帕拉纳尔和查南托。在帕拉纳尔,ESO操作着非常大的望远镜及其世界领先的非常大望远镜干涉仪,以及两个巡天望远镜,VISTA在红外和可见光VLT巡天望远镜。此外,帕拉纳尔ESO还将主办和运营切伦科夫望远镜阵列,这是世界上最大和最灵敏的伽马射线天文台。ESO也是Chajnantor的两个工厂的主要合作伙伴阿尔玛这是目前最大的天文项目。在Cerro Armazones,靠近帕拉纳尔,ESO正在建造39米的超大望远镜,ELT,它将成为“世界上最大的天空之眼”。

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