Astronomen vinden de oudste asteroïdenfamilie in het zonnestelsel

Artist impression van een asteroïde die uit elkaar valt.

Artist impression van een asteroïde die uit elkaar valt. Credit: NASA/JPL-Caltech

Astronomen hebben de oudste asteroïdenfamilie in het zonnestelsel gevonden en ook de oudste asteroïden die nog intact zijn in de hoofdgordel tussen Mars en Jupiter. De asteroïden zijn opgespoord door gebruik te maken van een nieuwe techniek die de asteroïden, die verspreid zijn in de hoofdgordel, kan onderscheiden van de rest. Het oppervlak van een asteroïde wordt tijdens de dag verwarmd waardoor er straling vrijkomt die als een soort van stuwraket kan werken. Deze kracht kan er voor zorgen dat asteroïden na verloop van tijd van elkaar weg driften waardoor het lastig wordt om families van fragmenten van asteroïden die lang geleden tegen elkaar zijn gebotst, te identificeren.

Het Southwest Research Institute (SwRI) maakte deel uit van een internationaal team dat onlangs een relatief leeg gebied ontdekte in de asteroïdengordel waar maar een paar ongerepte asteroïden uit de begindagen van het zonnestelsel, voorkwamen. Het team ontwikkelde tevens een nieuwe zoektechniek die de oudst bekende familie van asteroïden kon identificeren die zich heeft verspreid in de hoofdgordel.

De hoofdgordel bestaat uit ontelbaar veel onregelmatige gevormde asteroïden, ook bekend als planetesimalen, die tussen Mars en Jupiter om de Zon draaien. Met steeds betere telescopen hebben astronomen steeds kleinere en verre asteroïden ontdekt die in groepen van gelijkaardige objecten in analoge banen om de Zon draaien. Deze families zijn vermoedelijk fragmenten van grote botsingen in de begintijd van het zonnestelsel tussen grote asteroïden. Het vinden en bestuderen van families van asteroïden helpt astronomen bij het beter begrijpen van de geschiedenis van de hoofdgordel van asteroïden.

Door het identificeren van alle families in de hoofdgordel kunnen de onderzoekers vaststellen welke asteroïden zijn ontstaan door botsingen en welke mogelijk nog de originele bewoners van de asteroïdengordel zijn. De onderzoekers brachten alle bekende families en hun leden in kaart en ontdekten daarbij een gigantische leegte die door slechts een paar asteroïden werd bevolkt. Volgens de onderzoekers moeten dit overblijfselen zijn van de originele asteroïdengordel.

Het identificeren van asteroïdenfamilies die miljarden jaren oud zijn is een enorme uitdaging want in de loop van de jaren hebben deze families zich verspreid. Asteroïden die in hun baan om de Zon draaien worden tijdens hun dag opgewarmd en koelen tijdens hun nacht weer sterk af. Hierbij ontstaat straling die als een mini stuwraket kan dienen waardoor asteroïden zich kunnen verspreiden. Na miljarden jaren is het dus bijna onmogelijk om families van elkaar te onderscheiden. Het team heeft een nieuwe techniek gebruikt om in de asteroïdendatabase van het binnenste gebied van de asteroïdengordel te zoeken naar oude, verspreide families. Ze zochten naar de “hoeken” van families, de fragmenten die het verst zijn weggedrift.

Ieder familielid drift weg van het centrum van zijn familie en die drift wordt bepaald door de grootte. Kleinere leden driften sneller en verder weg dan de grotere familieleden. Door te kijken naar correlaties tussen grootte en afstand werden de vormen van oude families zichtbaar.

Omdat de “moeder”-asteroïde nog niet bekend is heeft de nu gevonden familie nog geen naam. De familie is zo oud dat die meer dan 4 miljard jaar geleden ontstaan moet zijn, al voor dat de gasreuzen in de buitenste delen van het zonnestelsel hun huidige banen innamen. De migratie van de gasplaneten zorgde er voor dat de asteroïdengordel volledig door elkaar werd geschud waarbij er veel objecten verdwenen. Mogelijk ook de “moeder”-asteroïde van deze familie.

Voor ronddraaiende asteroïden is het lastig om in hun baan te blijven. Hun oppervlakte warmt op gedurende de dag en koelt ‘s nacht weer af waarbij er straling vrijkomt die als een soort van stuwraket werkt. Deze kracht wordt het Yarkovsky-effect genoemd en het kan er voor zorgen dat asteroïden in de loop van de tijd wegdriften. Dit maakt het voor astronomen ook lastig om de lange termijn gevaren van asteroïden voor de Aarde te voorspellen. Mede om deze reden heeft de NASA de OSIRIS-Rex naar de asteroïde Bennu gestuurd. Deze ruimtesonde zal de vorm, helderheid en oppervlaktekenmerken van Bennu bestuderen en kijken hoe ze invloed hebben op het Yarkovsky-effect waardoor de baan van Bennu op lange termijn bepaald kan worden en dus ook het eventuele risico van deze asteroïde voor de Aarde.

Het team heeft plannen om deze nieuwe techniek toe te passen op de hele asteroïdengordel om op deze manier meer te leren over de geschiedenis van het zonnestelsel voor meer verschillende oer-asteroïden te onderscheiden van fragmenten die zijn ontstaan door botsingen. Het onderzoek werd ondersteund door het Franse National Program of Planetology en de Natioal Science Foundation.

Publicatie: Marco Delbo, et al., “Identification of a primordial asteroid family constrains the original planetesimal population,” Science 03 Aug 2017: eaam6036; DOI: 10.1126/science.aam6036

 

Eerste publicatie: 5 augustus 2017
Bron: ScitechDaily, Southwest Research Institute