Asteroïde Kleopatra en zijn maantjes waargenomen

Asteroïde Kleopatra en zijn twee maantjes
Deze bewerkte opname is gebaseerd op waarnemingen uit juli 2017. Ze toont asteroïde Kleopatra en de twee maantjes AlexHelios en CleoSelene. Credit: ESO / Vernazza / Marchis et al. / MISTRAL algorithm / ONERA / CNRS.

Astronomen hebben met behulp van de Very Large Telescope van de ESO in Chili de 3D vorm en de massa van de asteroïde 216 Kleopatra en de precieze banen van zijn twee maantjes waargenomen.

216 Kleopatra is een M-type asteroïde die zich in de hoofdgordel van asteroïden tussen Mars en Jupiter bevindt. De asteroïde werd op 10 april 1880 gevonden door de Tsjechische astronoom Johann Palisa vanuit de Pola sterrenwacht in Kroatië. De twee kleine maantjes, AlexHelios en CleoSelene genoemd, werden in 2008 gevonden.

Kleopatra is een botvormige asteroïde; ongeveer 20 jaar geleden onthulden radarwaarnemingen dat de asteroïde uit twee lobben bestaat die door middel van een dikke nek met elkaar zijn verbonden.

Volgens astronomen is Kleopatra een uniek object in ons zonnestelsel en de wetenschap boekt dankzij onderzoek van deze rare uitbijters veel vooruitgang. Het leren begrijpen van de complexe structuur van dit meervoudige asteroïdesysteem kan astronomen helpen om meer te weten te komen over ons zonnestelsel.

Om meer te weten te komen over Kleopatra werden er tussen 2017 en 2019 op verschillende momenten opnames gemaakt van de asteroïde. Hiervoor werd het SPHERE instrument aan de Very Large Telescope gebruikt.

Terwijl de asteroïde ronddraaide konden ze deze vanuit verschillende hoeken bekijken en zo de meest nauwkeurige 3D-modellen tot nu toe van zijn vorm maken. De bepaalden de vorm en de het volume van de asteroïde en ze vonden dat een van de lobben groter is dan de andere. Ze bepaalden de lengte van de asteroïde op ongeveer 270 kilometer.

In een afzonderlijk onderzoek gebruikten de astronomen de SPHERE-waarnemingen om de juiste banen van de twee maantjes van Kleopatra te berekenen. Ze slaagden erin om een nauwkeurige beschrijving op te stellen hoe de zwaartekracht van Kleopatra de bewegingen van de manen beïnvloedt.

Hierdoor konden ze de massa van de asteroïde berekenen. Uit hun berekeningen volgde een massa die 25% lager is dan voorheen werd aangenomen.

Door de nieuwe berekeningen van volume en massa te combineren kon het team een nieuwe waarde voor de dichtheid van de asteroïde berekenen. Ze kwamen uit om minder dan de helft van de dichtheid van ijzer. Bovendien was deze nieuw berekende dichtheid lager dan eerder werd gedacht.

De lage dichtheid van Kleopatra, waarvan wordt aangenomen dat het een metaalachtige samenstelling heeft, suggereert dat het een poreuze structuur heeft en niet veel meer zou kunnen zijn dan een hoop samengeklonterd puin.

Dit betekent waarschijnlijk dat de asteroïde is ontstaan toen materiaal zich opnieuw ophoopte na een gigantische inslag. De puinstructuur van Kleopatra en de manier waarop de asteroïde draait geven ook aanwijzingen over hoe de twee manen hebben kunnen ontstaan.

De asteroïde draait met een bijna kritieke snelheid, de snelheid waarboven de asteroïde uit elkaar zou kunnen vallen, en zelfs kleine inslagen kunnen kiezelsteentjes van het oppervlak doen tillen.

Volgens de onderzoekers is Kleopatra een raadselachtig meervoudig systeem dat in de toekomst zeker bijzondere aandacht verdient om door de nieuwe generatie telescopen, zoals bijvoorbeeld de Extremely Large Telescope, of een ruimtemissie te worden bestudeerd.

De bevindingen worden in twee aparte artikelen in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics gepubliceerd.

Artikelen:

Eerste publicatie: 11 september 2021
Bron: ESO