Přístroje ESO pořídily nejlepší snímky podivné planetky ve tvaru "kosti pro psa"

„Kleopatra je ve Sluneční soustavě opravdu výjimečná,“ říká Franck Marchis (SETI Institute, Mountain View, USA a Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Francie), vedoucí výzkumu této planetky s neobvyklým tvarem a dvěma měsíci, který byl publikován v časopise Astronomy & Astrophysics. „Díky zkoumání objektů zcela vybočujících z řady věda dosahuje velkého pokroku. Myslím, že jedním z takových těles je i Kleopatra. Pochopením tohoto komplikovaného systému se můžeme naučit mnoho nového o Sluneční soustavě.“

Kleopatra obíhá kolem Slunce v hlavním pásu planetek mezi Marsem a Jupiterem. Od okamžiku, kdy byl na základě radarových pozorování zhruba před 20 lety odhalen její neobvyklý tvar – dvojice laloků spojených tlustým krkem, ji astronomové označují jako ‚kost pro psa‘. V roce 2008 objevil Franck Marchis a jeho kolegové dvojici malých těles obíhajících kolem Kleopatry. Měsíce byly pojmenovány po dětech slavné egyptské královny, AlexHelios a CleoSelene.

Aby se o asteroidu Kleopatra dozvěděli ještě více, použili Franck Marchis a jeho tým záběry planetky pořízené v období mezi lety 2017 a 2019 pomocí přístroje SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch), který pracuje na dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope). Díky rotaci planetky mohli astronomové těleso sledovat z různých úhlů. Byli tak schopni vytvořit dosud nejpřesnější 3D model tvaru objektu a upřesnit jeho objem. Zjistili také, že jeden z laloků je o něco větší než druhý, a délku planetky stanovili na 270 kilometrů.

Ve druhé studii, rovněž zveřejněné v časopise Astronomy & Astrophysics, popisuje tým vědců pod vedením Miroslava Brože (Univerzita Karlova, Praha, Česká republika), jak využili data získaná přístrojem SPHERE ke zpřesnění oběžných drah obou měsíců planetky Kleopatra. Předchozí práce sice možné parametry drah udávaly, ale nová pozorování získaná pomocí dalekohledu ESO/VLT ukázala, že se měsíce nacházejí jinde, než na předpovězených polohách.

„Tento rozpor bylo třeba vyřešit,“ říká Miroslav Brož. „Protože pokud jsou špatně dráhy měsíců, je špatně vše, včetně hmotnosti Kleopatry.“ Díky novým pozorováním a sofistikovaným modelům se týmu podařilo popsat, jakým způsobem gravitace Kleopatry ovlivňuje pohyb měsíců a přesně určit jejich komplikované oběžné dráhy. Byli tak schopni spočítat hmotnost planetky, která je o 35 % nižší, než se původně odhadovalo.

Zkombinování nově určeného objemu a hmotnosti umožnilo astronomům spočítat průměrnou hustotu planetky. Je asi poloviční než hustota železa a zároveň podstatně nižší, než se dříve vědci domnívali [1]. Nízká hustota Kleopatry, u které se soudí, že je složena z materiálu s vysokým zastoupením železa, naznačuje, že těleso by mohlo být značně porézní a mít strukturu označovanou jako ‚hromada suti‘ (angl. rubble pile). Znamenalo by to, že Kleopatra pravděpodobně vznikla po velké srážce opětovným seskupením úlomků.

Nesoudržná struktura a způsob rotace planetky rovněž naznačují, jak mohly vzniknout její měsíce. Kleopatra se otáčí téměř kritickou rychlostí, tedy rychlostí, při které by se těleso začalo rozpadat. Dopady malých těles tak mohou z povrchu vymršťovat balvany. Franck Marchis a jeho tým se domnívají, že z těchto drobných úlomků se postupně mohly formovat AlexHelios a CleoSelene, a Kleopatra tak svým měsícům vskutku ‚dala život‘.

Nové snímky planetky Kleopatra a informace, které přinášejí, bylo možné získat pouze díky jednomu z pokročilých systémů adaptivní optiky využívaných dalekohledy ESO/VLT v chilské poušti Atacama. Adaptivní optika pomáhá korigovat zkreslení způsobené zemskou atmosférou, kvůli kterým se pozorované objekty jeví rozmazané – jedná se o stejný jev, který způsobuje známé mihotání hvězd. Díky zmiňovaným korekcím byl přístroj SPHERE schopen detailně zobrazit planetku Kleopatra při jejím přiblížení na 200 milionů kilometrů od Země; její zdánlivá velikost na obloze byla přitom podobná, jako bychom pozorovali golfový míček ve vzdálenosti 40 km.        

Připravovaný dalekohled ESO/ELT (Extremely Large Telescope) s ještě pokročilejším systémem adaptivní optiky bude pro takový úkol, jako je zobrazování vzdálených planetek, ideální. „Už se nemůžu dočkat, až na Kleopatru namíříme dalekohled ELT, abychom zjistili, jestli tam nejsou ještě další měsíce a zpřesnili dráhy s cílem zaznamenat drobné změny,“ dodává Marchis.

Poznámky

[1] Nově vypočtená průměrná hustota je 3,4 g/cm³, zatímco dříve byla uváděna střední hustota 4,5 g/cm³.

Další informace

Výzkumy využívající pozorování získaná přístrojem SPHERE a dalekohledem ESO/VLT byly prezentovány ve dvojici článků, které byly zveřejněny v prestižním vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics.

Na článku s názvem “(216) Kleopatra, a low density critically rotating M-type asteroid” se podíleli: F. Marchis (SETI Institute, Carl Sagan Center, Mountain View, USA a Aix Marseille University, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Francie [LAM]), L. Jorda (LAM), P. Vernazza (LAM), M. Brož (Astronomický ústav, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova, Praha, ČR, [CU]), J. Hanuš (CU), M. Ferrais (LAM), F. Vachier (Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC University Paris 06 a Université de Lille, Francie [IMCCE]), N. Rambaux (IMCCE), M. Marsset (Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, MIT, Cambridge, USA [MIT]), M. Viikinkoski (Mathematics & Statistics, Tampere University, Finsko [TAU]), E. Jehin (Space sciences, Technologies and Astrophysics Research Institute, Université de Liège, Belgie [STAR]), S. Benseguane (LAM), E. Podlewska-Gaca (Faculty of Physics, Astronomical Observatory Institute, Adam Mickiewicz University, Poznan, Polsko [UAM]), B. Carry (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Francie [OCA]), A. Drouard (LAM), S. Fauvaud (Observatoire du Bois de Bardon, Taponnat, Francie [OBB]), M. Birlan (IMCCE a Astronomical Institute of Romanian Academy, Bucharest, Rumunsko [AIRA]), J. Berthier (IMCCE), P. Bartczak (UAM), C. Dumas (Thirty Meter Telescope, Pasadena, USA [TMT]), G. Dudziński (UAM), J. Ďurech (CU), J. Castillo-Rogez (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena,USA [JPL]), F. Cipriani (European Space Agency, ESTEC - Scientific Support Office, Noordwijk, Nizozemí [ESTEC]​​), F. Colas (IMCCE), R. Fetick (LAM), T. Fusco (LAM a The French Aerospace Lab BP72, Chatillon Cedex, Francie [ONERA]​​), J. Grice (OCA a School of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, UK [OU]), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (Laboratoire Atmosphères, Milieux et Observations Spatiales, CNRS [CRNS] a Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, Guyancourt, Francie [UVSQ]), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE a Sección Física, Departamento de Ciencias, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Peru [PUCP]), T. Santana-Ros (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, Španělko [UA] a Institut de Ciéncies del Cosmos, Universitat de Barcelona, Španělsko [UB]), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC) a B. Yang (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO]).

Na článku s názvem “An advanced multipole model for (216) Kleopatra triple system” spolupracovali: M. Brož (CU), F. Marchis (SETI a LAM), L. Jorda (LAM), J. Hanuš (CU), P. Vernazza (LAM), M. Ferrais (LAM), F. Vachier (IMCCE), N. Rambaux (IMCCE), M. Marsset (MIT), M. Viikinkoski (TAU), E. Jehin (STAR), S. Benseguane (LAM), E. Podlewska-Gaca (UAM), B. Carry (OCA), A. Drouard (LAM), S. Fauvaud (OBB), M. Birlan (IMCCE and AIRA), J. Berthier (IMCCE), P. Bartczak (UAM), C. Dumas (TMT), G. Dudziński (UAM), J. Ďurech (CU), J. Castillo-Rogez (JPL), F. Cipriani (ESTEC​​), F. Colas (IMCCE), R. Fetick (LAM), T. Fusco (LAM a ONERA), J. Grice (OCA a OU), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (CNRS a UVSQ), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE a PUCP), T. Santana-Ros (UA a UB), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC) a B. Yang (ESO).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace v Evropě, která v současnosti provozuje nejproduktivnější pozemní astronomické observatoře světa. ESO má 16 členských států – Belgie, Česko, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie – a dvojici strategických partnerů – Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálii. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal pracují dalekohledy systému VLT (Velmi velký dalekohled) schopné fungovat společně jako interferometr VLTI a dva přehlídkové teleskopy – VISTA pro infračervenou a VST pro viditelnou oblast spektra. Na Observatoři Paranal bude umístěn a provozován také největší a nejcitlivější teleskop pro sledování záření gama – Cherenkov Telescope Array South. ESO je také významným partnerem zařízení umístěných na planině Chajnantor – APEX a ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Observatoře Paranal, na hoře Cerro Armazones, staví ESO nový dalekohled ELT (Extrémně velký dalekohled) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane „největším okem lidstva hledícím do vesmíru“.

Odkazy

•     článek 1 (Marchis F. a kol.)
•     článek 2 (Brož M. a kol.)
•     snímky dalekohledu VLT
•     pro novináře: tiskové zprávy pod embargem ve vašem jazyce (REGISTRACE)
•     pro vědce: váš článek v tiskové zprávě ESO

Kontakty

Petr Kabáth; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: eson-czech@eso.org

Jiří Srba; překlad; Email: j.srba@seznam.cz

Franck Marchis;
SETI Institute and Laboratoire d’Astrophysique de Marseille; Mountain View and Marseille, France and USA; Mobil: +1-510-599-0604; Email: fmarchis@seti.org

Miroslav Brož; Univerzita Karlova; Praha, Česká republika; Email: mira@sirrah.troja.mff.cuni.cz

Pierre Vernazza; Laboratoire d’Astrophysique de Marseille; Marseille, France; Tel.: +33 4 91 05 59 11; Email: pierre.vernazza@lam.fr

Bárbara Ferreira; ESO Media Manager; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6670; Mobil: +49 151 241 664 00; Email: press@eso.org

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva Evropské jižní observatoře (ESO2113, 9. září 2021)