رسم توضيحي لفنان للكويكبات الثنائية باتروكلوس (في الوسط) ومينوتيوس. حقوق الصورة: W.M. مرصد كيك. اضغط للتكبير
تم العثور على زوج مقيد من المذنبات الجليدية على غرار كرات الثلج القذرة التي تدور حول مدار نبتون في ظل كوكب المشتري.
قام علماء الفلك في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، الذين يعملون مع زملائهم في فرنسا وفي تليسكوب كيك في هاواي ، بحساب كثافة نظام كويكب ثنائي معروف يشترك في مدار المشتري ، وخلصوا إلى أن باتروكلوس ورفيقه ربما يتألفان في الغالب من الماء جليد مغطى بقطعة من الأوساخ.
نظرًا لأنه يعتقد أن كرات الثلج المتسخة قد تكونت في الروافد الخارجية للنظام الشمسي ، والتي يتم إزاحتها منها أحيانًا وينتهي بها الأمر بالحلقة بالقرب من الشمس كمذنبات ، يقترح الفريق أن الكويكب ربما يكون قد تشكل بعيدًا عن الشمس. على الأرجح تم التقاطها في إحدى نقاط طروادة المشتري - دودين حيث يتجمع الحطام في مدار المشتري - خلال فترة قصفت فيها المذنبات النظام الشمسي الداخلي بشكل مكثف ، بعد حوالي 650 مليون سنة من تكوين النظام الشمسي.
إذا تم تأكيد ذلك ، فقد يعني هذا أن العديد أو معظم الآلاف من الكويكبات طروادة التي ربما يكون المشتري منها عبارة عن كرات ثلجية قذرة نشأت أبعد كثيرًا عن الشمس وفي نفس الوقت مثل الأجسام التي تشغل الآن حزام كويبر.
قال قائد الدراسة فرانك ماركيز ، عالم الفلك في جامعة كاليفورنيا في بيركلي: "نشك في أن أحصنة طروادة هي أجسام حزام كويبر صغيرة".
ماركيز وزملاؤه من معهد M؟ bf؟ canique C ؟؟ bf؟ leste et Calculs d '؟؟ bf؟ ph ؟؟ bf؟ m ؟؟ bf rides (IMCCE) في مرصد باريس ومن WM تقرير مرصد كيك عن النتائج التي توصلوا إليها في عدد 2 فبراير من مجلة Nature.
يضيف استنتاج الفريق دعمًا لفرضية حديثة حول تطور مدارات أكبر الكواكب في نظامنا الشمسي ، كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون ، التي قدمتها مجموعة من الباحثين برئاسة أليساندرو موربيدلي ، عالم الفلك النظري مع Conseil National de المختبر العلمي للبحث في مرصد كوت دازور ، نيس ، فرنسا.
رسم تخطيطي للكويكب 617 باتروكلس ومرافقته في النظام الشمسي
في ورقة طبيعة العام الماضي ، اقترح موربيديلي وزملاؤه أن المذنبات الجليدية كان يمكن التقاطها في نقاط طروادة المشتري خلال التاريخ المبكر للنظام الشمسي. وفقًا لسيناريوهم ، خلال المئات القليلة الأولى بعد ولادة النظام الشمسي ، تدور الكواكب الغازية الكبيرة في مدار أقرب إلى الشمس ، وتلفها سحابة من مليارات الكويكبات الكبيرة تسمى الكواكب الصغيرة ، ربما 100 كيلومتر (62 ميلًا) في قطر أو أقل. تسببت التفاعلات مع هذه الكواكب الصغيرة في هجرة الكواكب الغازية الكبيرة إلى الخارج حتى حوالي 3.9 مليار سنة مضت ، عندما دخل المشتري وزحل في مدارات رنانة وبدأوا في قذف الكواكب الصغيرة مثل النثار ، حيث غادر بعضهم النظام الشمسي إلى الأبد.
استقر الجزء الأكبر من الكواكب المتبقية في مدارات خارج نبتون - اليوم حزام كويبر ومصدر المذنبات قصيرة المدى - ولكن تم التقاط عدد صغير في دوامات طروادة من الكواكب العملاقة ، ولا سيما المشتري.
قال المؤلف الفلكي دانيال هيستروفر ، أحد علماء الفلك في IMCEE ، "إنها المرة الأولى التي يحدد فيها أي شخص بشكل مباشر كثافة كويكب طروادة ، ويدعم السيناريو الجديد الذي اقترحه موربيدلي". "كان من الممكن القبض على هذه الكويكبات في نقاط طروادة في وقت كانت الكواكب الصخرية لا تزال تتشكل ، وهذا الاضطراب في الكواكب الصغيرة بعد حوالي 650 مليون سنة من ولادة النظام الشمسي يمكن أن يخلق القصف المتأخر للقمر والمريخ . "
على الرغم من أن Marchis يشير إلى السيناريو بأنه "قصة جميلة" ، إلا أنه يعترف بضرورة القيام بالمزيد من العمل لتقديم الدعم له.
وقال "نحن بحاجة إلى اكتشاف المزيد من أحصنة طروادة الثنائية ومراقبتها لمعرفة ما إذا كانت الكثافة المنخفضة هي سمة مميزة لجميع أحصنة طروادة".
الكويكبات طروادة هي تلك التي تقع في ما يسمى نقاط لاغرانج من مدار المشتري ، وتقع على بعد نفس المسافة من المشتري مثل المشتري - 5 وحدات فلكية ، أو 465 مليون ميل. هذه النقاط ، واحدة رائدة والأخرى زائدة للمشتري ، هي الأماكن التي كانت جاذبية الشمس متوازنة والمشتري متوازن ، مما يسمح للحطام بالتجمع مثل أرانب الغبار في زاوية الغرفة. تم اكتشاف المئات من الكويكبات في النقاط الرائدة (L4) والزائدة (L5) ، كل منها يدور حول هذه النقطة كما لو كان في دوامة.
تم العثور على الكويكب 617 Patroclus ، الذي تم اكتشافه في الأصل في L5 وسُمي في عام 1906 ، ليكون له رفيق في عام 2001 ، وحتى الآن هو ثنائي طروادة الوحيد المعروف. لم يتمكن المكتشفون من تقدير مدار المكونات لأن لديهم القليل من الملاحظات.
اكتشف صيادو الكويكبات ذوي الخبرة ، اكتشف ماركيز وزملاؤه في أغسطس من هذا العام أول نظام كويكب ثلاثي ، 87 سيلفيا ، أقرب إلى الشمس في حزام الكويكبات الرئيسي بين المريخ والمشتري ، واستخدموا تلسكوبًا قويًا يبلغ طوله 8 أمتار في الجنوب الأوروبي تلسكوب المرصد الكبير للغاية في تشيلي لدراسة الأشياء الثلاثة. كانوا قادرين على رسم خرائط مدارات الكويكبات لتقدير كثافة سيلفيا ، والتي استنتجوا منها أنها كومة من الصخور المعبأة بشكل فضفاض.
جرب الفريق الفرنسي والأمريكي نفس الأسلوب مع Patroclus البعيدة ، باستخدام بيانات التصوير من نظام Keck II Laser Guide Star System في مرصد W.Keck على Mauna Kea ، والذي ينتج دقة حادة مستحيلة مع أي تلسكوب أرضي آخر .
قال مارشيز: "في السابق ، كان بإمكاننا فقط النظر إلى الأشياء القريبة من نجمة مرجعية مشرقة ، مما يقصر استخدام البصريات التكيفية على نسبة صغيرة من السماء". "الآن ، يمكننا استخدام البصريات التكيفية لعرض أي نقطة تقريبًا في السماء."
يستخدم نظام نجمة دليل الليزر شعاع ليزر لإثارة ذرات الصوديوم داخل بقعة صغيرة في الغلاف الجوي العلوي. يستخدم هذا "النجم" الاصطناعي لقياس الاضطراب الجوي ، الذي يتم إزالته بعد ذلك بواسطة المرايا المتحركة لنظام البصريات التكيفية Keck.
مع توفير النظام دقة لا مثيل لها 58 مللي ثانية ، قام فريق Keck بخمس ملاحظات في الأشعة تحت الحمراء بين نوفمبر 2004 ويوليو 2005. قرر ماركيز وزملاؤه أن كثافة باتروكلس ومرافقته ، والتي هي بنفس الحجم تقريبًا ودائرة حول كان مركز الكتلة كل 4.3 يومًا على مسافة 680 كيلومترًا (423 ميلًا) منخفضًا جدًا: 0.8 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب ، أي حوالي ثلث الصخور والضوء الكافي للطفو في الماء. وبافتراض أن تركيبة صخرية مشابهة لتلك التي تتكون من أقمار المشتري كاليستو وجانيميد ، فإن مكونات النظام يجب أن تكون معبأة بشكل فضفاض للغاية - حوالي نصف مساحة فارغة ، وهي خاصية داخلية لا يتوقعها نظام ثنائي بنفس الحجم ، خلص الباحثون .
يقترح الفريق تكوينًا أكثر معقولية للجليد المائي مع مساحة مفتوحة بنسبة 15 بالمائة فقط ، مما يجعل هذه الأجسام مشابهة للمذنبات وأجسام حزام كويبر الصغيرة ، والتي ثبت أنها ذات كثافة أقل من الماء.
يشتبه Marchis في أن النظام الثنائي يتكون عندما تمزق كويكب كبير واحد بسبب شد الجاذبية للمشتري.
وقال "إن نظام Patroclus يعرض خصائص مماثلة للكويكبات الثنائية القريبة من الأرض ، والتي يعتقد أنها تشكلت خلال لقاء مع كوكب أرضي من خلال انقسام المد والجزر". "في حالة كويكب طروادة ، فقط عندما تم نشر عمل المتعاونين لدينا مؤخرًا يمكننا أن نقترح أن هذا اللقاء كان مع المشتري".
لأنه في إلياذة هوميروس ، كان باتروكلس رفيقًا لأخيل وبطلًا في حرب طروادة ، كان من الممكن أن يكون أخيل اسمًا مناسبًا لأحد الكويكبين اللذين يتماثلان في الحجم. ومع ذلك ، هناك كويكب آخر يحمل بالفعل اسم أخيل ، لذا اقترح ماركيز ومعاونوه تسمية أصغر عضو في النظام الثنائي مينويتيوس ، بعد والد باتروكلوس. وقد قبلت اللجنة المعنية بأسماء الهيئات الصغيرة التابعة للاتحاد الفلكي الدولي الاسم مبدئيا. يبلغ قطر الكويكب المسمى Menoetius حوالي 112 كيلومترًا (70 ميلًا) ، بينما يبلغ عرض باتروكلوس حوالي 122 كيلومترًا (76 ميلًا).
بالإضافة إلى Marchis ، ضم الفريق أستاذ الفلك Imke de Pater وزميل ما بعد الدكتوراه مايكل H. Wong من جامعة كاليفورنيا في بيركلي. دانيال هيستروفر ، باسكال ديكامب ، ياء؟ bf؟ r ؟؟ bf؟ me Berthier and Fr ؟؟ bf؟ d ؟؟ bf؟ ric Vachier من معهد دي إم بي إف كانيك سي بي بي إف؟ des ؟؟ bf؟ ph ؟؟ bf؟ m ؟؟ bf؟ rides (IMCCE)؛ وأنطونين بوشيز ، راندال كامبل ، جيسون تشين ، ماركوس فان دام ، سكوت هارتمان ، إريك جوهانسون ، روبرت لافون ، ديفيد لو ميجان ، بول ستومسكي ، دوغ سامرز وبيتر ويزينوفيتش من مرصد دبليو كيك.
تم دعم المشروع من خلال المنح المقدمة من مؤسسة العلوم الوطنية من خلال مركز العلوم والتكنولوجيا للبصريات التكيفية والإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء. تم الحصول على معظم البيانات في مرصد دبليو كيك ، الذي يتم تشغيله كشراكة علمية بين معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وجامعة كاليفورنيا وناسا ، مع ملاحظات إضافية تم الحصول عليها في مرصد الجوزاء الذي تديره رابطة الجامعات للبحث في Astronomy، Inc. ، بموجب اتفاقية تعاون مع NSF نيابة عن شراكة Gemini.
المصدر الأصلي: UC Berkeley News Release
