Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Výzkumy v ASU AV ČR (302): Původ asteroidálních systémů s velmi vzdáleným souputníkem

Výzkumy v ASU AV ČR (302): Původ asteroidálních systémů s velmi vzdáleným souputníkem

Příklad snímků víceplanetek (4674) Pauling (nahoře) a (2577) Litva (dole). V levém sloupci je původní snímek z pozemního dalekohledu, vpravo pak snímek po programovém odstranění světelného hala od hlavního tělesa. Šipky označují polohu měsíčku planetky. Z údajů je pak vlevo nahoře uveden dalekohled, přístroj a použitý fotometrický filtr, vpravo nahoře čas pozorování a vpravo dole zdánlivá jasnost měsíčku.

Asteroidy nemusejí být jen osamělými poutníky Sluneční soustavou – některé jsou tvořeny více velikostně srovnatelnými tělesy, jiné mají své malé měsíčky, a další tvoří složité systémy měsíců se dvěma i více tělesy. Nová studie, u níž byli i pracovníci Oddělení meziplanetární hmoty ASU, se zaměřila na málo známou skupinu asteroidů s družicemi obíhajícími na velmi vzdálených drahách. Tyto tzv. „velmi široké binární systémy“ (VWBA, z anglického very wide binary asteroids) představují extrém v dynamice asteroidů a mohou odhalit klíčové stopy o jejich původu, vývoji, i o kolizní historii rané Sluneční soustavy.

V posledních desetiletích se ukazuje, že řada asteroidů ve Sluneční soustavě není solitérními objekty, ale má kolem sebe obíhající družice – malé měsíčky. Domníváme se, že tyto systémy často vznikají v důsledku kolizí nebo rotačního roztržení mateřského tělesa, a jejich studium poskytuje důležité informace o mechanismech formování a vývoje malých těles ve Sluneční soustavě. Zvláštní a dosud málo probádanou skupinou jsou asteroidální systémy s velmi vzdáleným souputníkem (tzv. VWBA), jejichž družice obíhají ve značně vzdálené a často výstředné dráze s periodami v řádu desítek až stovek dní. Právě těmto objektům se věnuje studie publikovaná v časopise Astronomy & Astrophysics, na níž se podíleli i pracovníci ASU. 

Vědci si v rámci této práce kladli za cíl podrobně zmapovat oběžné dráhy několika málo známých systémů VWBA a zjistit, jak mohly tyto zvláštní konfigurace vzniknout. Využili k tomu jak archivní pozorování z velkých teleskopů na Zemi (VLT, Keck, LBT), tak i snímky z Hubbleova kosmického teleskopu, a navíc doplnili data o tepelné vlastnosti těchto asteroidů z kosmických infračervených observatoří WISE a Spitzer. U některých objektů byly také k dispozici světelné křivky, z nichž lze vyčíst rotaci či zákryty mezi složkami systému, některá z těchto pozorování pocházela z 65centimetrového Mayerova dalekohledu observatoře v Ondřejově. S datovým souborem provedli členové týmu velké množství operací, aby vytěžili maximum možného. 

Jedním z hlavních výsledků bylo stanovení nových oběžných drah pro pět systémů: (379) Huenna, (2577) Litva, (3548) Eurybates, (4674) Pauling a (22899) Alconrad. Například v případě systému Litva se podařilo potvrdit, že se jedná o trojitý asteroid – kromě blízké družice má i vzdálený měsíc s výrazně eliptickou drahou (excentricita 0,30), což je v systému asteroidů spíše výjimka. U dalších objektů byly nalezeny oběžné dráhy s různou výstředností – od téměř kruhové dráhy u Paulinga (e = 0,04) po mírně eliptickou u Alconrada (e = 0,13). Tyto výsledky naznačují, že vznik a dynamika těchto systémů mohou být velmi odlišné.

Zajímavé poznatky přinesla i analýza fyzikálních vlastností. Pomocí infračervených pozorování byly nově určeny průměry těles Christophedumas (4,7 km) a Alconrad (5,2 km). V kombinaci s oběžnými parametry družic lze z těchto údajů odvodit i hustotu hlavního tělesa, což je klíčová veličina pro pochopení jeho vnitřní struktury – zda je kompaktní, či tvořeno hromadou suti (tzv. rubble pile).

Autoři se však soustředili především na posouzení možných vývojových scénářů. V literatuře převažuje přesvědčení, že za vznikem těchto zvláštních víceplanetek je tzv. BYORP efekt, který mění dráhovou dynamiku měsíce dlouhodobým působením slunečního záření, kdy je akumulované tepelné záření vyzářeno se zpožděním v jiném směru, než v jakém těleso přijme záření od Slunce. Studie ovšem ukazuje, že BYORP zřejmě nedokáže vysvětlit existenci většiny těchto systémů s velmi vzdáleným souputníkem. Zkoumané systémy totiž nesplňují podmínky pro aktivní BYORP efekt – pouze planetka Pauling se blíží jeho požadavkům. Autoři proto navrhují, že družice ve VWBA mohly vzniknout jinak: například postupným roztočením mateřského tělesa pomocí YORP efektu (kdy zpožděné tepelné vyzáření ovlivní rotační stav malého tělesa) a následným odtržením fragmentu, který byl později gravitačními interakcemi posunut do vzdálené oběžné dráhy. Další možností je kolizní původ – tedy vznik dvojice po srážce a následné zachycení druhé složky do stabilní, i když vzdálené dráhy. Právě u systémů jako Litva nebo Alconrad, které patří do rozsáhlých asteroidálních rodin (tedy pozůstatků po větších kolizních událostech), se tato varianta zdá být pravděpodobnější.

Z metodického hlediska je práce příkladem pečlivého využití různých pozorovacích technik: od přímého zobrazování (kde se družice rozliší jako samostatný bod vedle hlavního tělesa), přes analýzu světelných křivek, až po modelování tepelné emise. Každý přístup má své limity – zatímco přímé snímky umožňují přesné určení polohy družice, jejich počet je omezen na příznivé geometrie a technické možnosti. Naopak světelné křivky vyžadují určitou konfiguraci systému (např. výskyt zákrytů), která u širokých systémů bývá vzácná. Autoři však kombinací těchto přístupů dokázali získat robustní výsledky i u systémů s velmi řídkými daty.

Závěrem práce autoři upozorňují, že současná databáze asteroidálních systémů s velmi vzdáleným souputníkem je velmi neúplná – většina známých soustav byla objevena náhodou při cílených pozorováních a jejich výskyt může být ve skutečnosti mnohem častější. Jen jsou obtížně detekovatelné běžnými metodami, protože vzdálené družice se na snímcích často ztrácí v halo kolem hlavního tělesa nebo jsou pod limitem rozlišení. Tato studie je tak krokem k lepšímu pochopení této unikátní třídy asteroidů a může pomoci doplnit chybějící dílek do skládačky vývoje planetek ve Sluneční soustavě.

REFERENCE

K. Minker, B. Carry, F. Vachier, P. Scheirich a kol., Orbits of very distant asteroid satellites, Astronomy and Astrophysics 698 (2025) A136, preprint arXiv:2503.15081

KONTAKT

Mgr. Petr Scheirich, Ph.D.
petr.scheirich@asu.cas.cz
Oddělení meziplanetární hmoty Astronomického ústavu AV ČR

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Oddělení meziplanetární hmoty ASU

Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v.v.i.



O autorovi

Michal Švanda

Michal Švanda

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Slovem i písmem se pokouší o popularizaci oboru, je držitelem ceny Littera Astronomica. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně. 

Štítky: Dvojplanetka, Astronomický ústav AV ČR


35. vesmírný týden 2025

35. vesmírný týden 2025

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 25. 8. do 31. 8. 2025. Měsíc po novu se koncem týdne objeví na večerní obloze. Ráno můžeme pozorovat všechny planety kromě Marsu. Aktivita Slunce se možná zvýší. SpaceX se chystá k 10. testu Super Heavy Starship. První stupeň Falconu 9 se chystá k 30. znovupoužití. Tato raketa má letos za sebou již více než 100 startů a v uplynulém týdnu vynesla i vojenský miniraketoplán X-37b a nákladní loď Dragon na misi CRS-33 k ISS. Před 50 lety zazářila v souhvězdí Labutě poměrně jasná nová hvězda, nova V1500 Cygni.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Temná mlhovina Barnard 150

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2025 obdržel snímek „Temná mlhovina Barnard 150“, jehož autorem je astrofotograf Václav Kubeš       Dávno, opravdu dávno již tomu. Někdy v době, kdy do Evropy začali pronikat Slované a začala se formovat Velkomoravská říše, v době, kdy Frankové

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Saturn

Newton 200/1000 + Barlow 2x + kamera ZWO ASI 178 MC

Další informace »