Jak szybko mogą obracać się asteroidy?

Szybko obracające się asteroidy mogą dostarczyć astronomom nowych informacji o ich budowie. Naukowcy zidentyfikowali obiekt tego rodzaju o średnicy 2,53 kilometra, który wykonuje pełny obrót w zaledwie 4,18 minuty.

Dlaczego asteroidy mają ograniczoną prędkość obrotu?

W ramach nowego badania naukowcy pod kierownictwem Dmitriia Vavilova z University of Washington opracowali oprogramowanie, które automatycznie wykrywa niewiarygodne pomiary i odrzuca je z analizy. Dzięki nowej metodzie astronomowie zidentyfikowali asteroidę o średnicy ponad 2,5 kilometra, która wykonuje pełny obrót w nieco ponad cztery minuty. To największa znana asteroida obracająca się z tak dużą prędkością. Badanie zostało opublikowane w serwisie „arXiv”.

Badacze uważają, że wiele asteroid to luźne skupiska odłamków skalnych utrzymywane razem wyłącznie przez słabą grawitację. Gdyby obracały się zbyt szybko, mogłyby się rozpaść. Dlatego te o średnicy przekraczającej około 150 metrów rzadko wykonują pełny obrót w czasie krótszym niż 2,2 godziny. Granica ta jest znana jako „bariera rotacyjna” (ang. spin barrier). Jeśli większy obiekt obracałby się szybciej, musiałaby go spajać siła silniejsza niż sama grawitacja.

Większość asteroid ma nieregularne kształty, dlatego ilość odbijanego przez nie światła słonecznego zmienia się wraz z ich obrotem. Astronomowie mogą śledzić te wahania jasności, aby oszacować prędkość obrotu danego obiektu.

Podczas pierwszych obserwacji prowadzonych przez Obserwatorium Very C. Rubin w Chile naukowcy zidentyfikowali w ten sposób już 19 asteroid obracających się z prędkością przekraczającą „barierę rotacyjną”.

Jak naukowcy wykrywają błędne pomiary?

Teleskopy takie jak Obserwatorium Very C. Rubin obserwują jednak asteroidy w nieregularnych odstępach czasu. Powstające w ten sposób luki w danych mogą prowadzić do błędnego określenia prędkości obrotu. Badacze mogą wprawdzie sprawdzać pomiary ręcznie, ale przy ogromnej liczbie obserwowanych obiektów byłoby to bardzo czasochłonne.

Aby rozwiązać ten problem, astronomowie opracowali oprogramowanie, które automatycznie analizuje pomiary jasności asteroid. Dostosowuje ono analizę do każdego obiektu, identyfikuje luki w obserwacjach i oznacza niepewne pomiary. Jeśli nie jest możliwe jednoznaczne ustalenie prędkości obrotu asteroidy, oprogramowanie przedstawia listę możliwych wartości wraz z oszacowaniem prawdopodobieństwa, która z nich może być prawidłowa.

Naukowcy przeanalizowali dane dotyczące zmian jasności asteroid zebrane przez obserwatorium Rubin podczas kolejnych obserwacji. Spośród 9417 obiektów wytypowali 66 kandydatów na asteroidy obracające się z wyjątkowo dużą prędkością. Dwie z nich miały średnicę przekraczającą 2 kilometry, a pełny obrót zajmował im około pięciu minut.

Co ujawniają szybko obracające się asteroidy?

Szczególną uwagę zwróciła asteroida oznaczona jako 491384. Według szacunków astronomów ma ona 2,53 kilometra średnicy i wykonuje pełny obrót w ciągu zaledwie 4,18 minuty. To największy znany obiekt tego rodzaju obracający się z tak dużą prędkością.

Aby nie rozpaść się pod wpływem sił działających podczas obrotu, musi ona charakteryzować się znaczną wytrzymałością wewnętrzną. Oznacza to, że budowa asteroidy przypomina raczej budowę pojedynczej, litej skały niż luźnego skupiska odłamków.

Naukowcy mają nadzieję, że po dalszych udoskonaleniach oprogramowanie pozwoli automatycznie analizować asteroidy obserwowane w ramach przeglądów astronomicznych. Jeśli na jednym zdjęciu wiele asteroid będzie wykazywać podobne, nietypowe zmiany jasności, może to wskazywać na niewiarygodność danych. Oprogramowanie będzie mogło wówczas oznaczyć takie zdjęcia jako obarczone błędem.

Nowa metoda może pomóc astronomom dokładniej określić, jak zbudowane są asteroidy i z jaką prędkością mogą się obracać. Uzyskane wyniki mogą również podważyć dotychczasowe teorie dotyczące powstawania i ewolucji tych obiektów na przestrzeni dziejów Układu Słonecznego.