Skörpustu myndirnar af stærstu smástirnum sólkerfisins

Kjartan Kjartansson skrifar 12. október 2021 12:00

Ceres (t.v.) og Vesta (t.h.), tvö stærstu fyrirbærin í smástirnabeltinu á milli Mars og Júpíters. Smástirnin reyndust þau eðlisþyngstu af þeim sem voru skoðuð í rannsókninni. ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Myndir sem stjörnufræðingar hafa náð af 42 stærstu fyrirbærunum í smástirnabeltinu í sólkerfinu okkar eru þær skörpustu til þessa. Þær varpa ljósi á fjölbreytta lögun og efnasamsetningu smástirnanna.

Milljarðar hnullunga af ýmsum stærðum og gerðum er að finna í smástirnabeltinu sem liggur á milli reikistjarnanna Mars og Júpíters. Þau stærstu eru á stærð við lítil tungl en þau minnstu eru aðeins hnullungar úr grjóti og ís. Talið er að smástirnin séu leifar af efnisskífunni sem sólkerfið myndaðist úr fyrir meira en fjórum og hálfum milljarði ára.

Nú hefur hópur stjörnufræðinga náð skýrum myndum af 42 af stærstu smástirnunum í beltinu með VLT-sjónauka Evrópsku stjörnustöðvarinnar á suðurhveli (ESO) í Atacama-eyðimörkinni í Síle. Aldrei áður hafa náðst svo skýrar myndir af svo stórum hópi smástirna, að því er segir í tilkynningu frá ESO.

Athuganir á smástirnunum hafa verið heldur takmarkaðar fram að þessu. Af þeim stærstu voru teknar nákvæmar myndir af Ceres, Vestu og Lutetiu í Dawn- og Rosettu-leiðöngrum bandarísku og evrópsku geimstofnanna.

Af þessum sökum hefur lítið verið vitað um nákvæma lögun smástirnanna og eðlismassa þeirra. Í ljós kemur að þau falla almennt séð í tvo meginflokka: nánast hnöttótta hnullunga og ílengri hnullunga. Í fyrri flokkinn falla smástirni eins og Ceres og Hygiea en í þann síðari fellur Kleópatra sem er í laginu eins og bein fyrir hund.

Myndir af 42 stærstu fyrirbærunum í smástirnabeltinu. Myndirnar voru teknar með SPHERE-mælitækinu á VLT-sjónaukanum. Það er næmt fyrir sýnilegu og nærinnrauðu ljósi.ESO/M. Kornmesser/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Þéttari en demantar

Flest smástirnin 42 sem voru skoðuð með sjónaukanum eru stærri en hundrað kílómetrar að þvermáli. Myndir náðust af tuttugu af þeim tuttugu og þremur í beltinu sem eru stærri en tvö hundruð kílómetrar.

Stærstu smástirnin sem voru skoðuð voru Ceres og Vesta sem eru annars vegar 940 og hins vegar 520 kílómetrar að þvermáli. Þau tvö minnstu voru Úranía og Ásónía sem eru aðeins um níutíu kílómetrar að þvermáli hvort um sig.

Þegar vísindamennirnir báru saman nákvæmar upplýsingar um nákvæma lögun fyrirbæranna og mælingar á massa þeirra gátu þeir reiknað út eðlismassa þeirra. Verulegur munur reyndist á fyrirbærunum.

Fjögur eðlisléttustu smástirnin, þar á meðal Lamberta og Sylvía reyndust með eðlismassa á við kolamola, um 1,3 grömm á rúmsentímetra. Þau eðlisþyngstu eins og Síka og Kallíópa eru þéttari en demantur, um þrjú og hálft kíló á rúmsentímetra.

Ásónía (t.v.) og Úranía (t.h.), tvö smæstu smástirnin sem teknar voru myndir af. Þau eru um 90 kílómetrar að þvermáli.ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Mynduðust líklega á ólíkum stöðum í sólkerfinu

Þessi mikli munur á eðlismassa er sagður benda til þess að efnasamsetning smástirnanna geti verið ákaflega ólík innbyrðis. Það gefur aftur vísbendingar um uppruna þeirra.

Niðurstöður athugananna benda til þess að smástirnin hafi ferðast töluvert til frá því að þau mynduðust fyrst. Josef Hanus frá Karlsháskóla í Prag í Tékklandi sem er einn höfunda greinar um rannsóknina segir aðeins hægt að skýra muninn á efnasamsetningu smástirnanna með því að þau hafi myndast á ólíkum stöðum í frumsólkerfinu.

Eðlisléttustu fyrirbærin hefðu þá myndast utan við braut Neptúnusar en síðan ferðast innar í sólkerfið með tíð og tíma.