Pressmeddelande

Utkastad asteroid upptäcktes i solsystemets utkanter

ESO:s teleskop hittar den första bekräftade kolrika asteroiden i Kuiperbältet

9 maj 2018

Astronomer har med hjälp av ESO:s undersökt en sällsynt relik från solsystemets barndom. Det internationella forskarlaget fann att det ovanliga Kuiperbältobjektet 2004 EW95 är en kolrik asteroid, den första av sitt slag som bekräftats i solsystemets kalla yttre delar. Den märkliga himlakroppen bildades troligen i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter, och kastades sedan miljarder kilometer bort från sitt ursprung till ett nytt hem i Kuiperbältet.

Solsystemets unga dagar var en stormig tid. Enligt teoretiska modeller gick gasjättarna bärsärkagång genom solsystemet kort efter att de bildats. Då kastades mindre, steniga småplaneter från solsystemets inre delar till fjärran banor långt bort från solen [1]. Enligt dessa modeller borde Kuiperbältet – ett kyligt område bortom Neptunus bana – innehålla en liten andel steniga himlakroppar från det inre solsystemet, som till exempel kolrika asteroider [2].

I en ny forskningsartikel presenteras nu bevis för den första pålitligt observerade kolrika asteroiden i Kuiperbältet, vilket ger starkt stöd för dessa teoretiska modeller av vårt solsystems händelserika ungdom. Med hjälp av noggranna mätningar från flera instrument vid ESO:s Very Large Telescope (VLT) har ett mindre forskarlag som leds av Tom Seccull från Queen’s University i Belfast, Storbritannien, kunnat mäta sammansättningen hos det ovanliga Kuiperbältobjektet 2004 EW95. Astronomerna drar slutsatsen att det är en kolrik asteroid, vilket i sin tur pekar på att den ursprungligen bildades i det inre solsystemet för att sedan ha migrerat utåt [3].

Att 2004 EW95 är ovanlig uppmärksammades för första gången under en rutinobservation vid NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble av Wesley Fraser, astronom vid Queen’s University i Belfast, även han medlem i forskarlaget bakom upptäckten. Asteroidens reflektionsspektrum – det specifika mönstret av våglängder av ljus som reflekteras från ett objekt – skilde sig från liknande små kroppar i Kuiperbältet (kända som KBO eller Kuiperbältesobjekt). Vanligtvis saknar dessa kroppars spektrum tydliga särdrag som skulle avslöja deras sammansättning.

Men det här objektet var annorlunda, berättar Tom Seccull, förstaförfattare till artikeln om upptäckten.

– Reflektionsspektrumet från 2004 EW95 var tydligt distinkt från de andra objektet som observerats från det yttre solsystemet. Det såg tillräckligt skumt ut för att vi skulle ta en närmare titt, säger han.

Forskarlaget observerade 2004 EW95 med instrumenten X-Shooter och FORS2 på VLT. Tack vare dessa spektrografers känslighet kunde forskarlaget samla in mer detaljerade mätningar av ljusmönstret som reflekteras från asteroiden. Då kunde de också härleda dess sammansättning.

Men även med den mest imponerande ljusinsamlingsförmågan hos VLT var det fortfarande svårt att observera 2004 EW95. Även om den är 300 kilometer tvärsöver ligger den för närvarande fyra miljarder kilometer från jorden. Därför blev det en krävande vetenskaplig utmaning att mäta upp ljus från dess mörka, kolrika yta.

Thomas Puzia vid vid Pontificia Universidad Católica de Chile är medförfattare till forskningsartikeln.

– Det är som att observera ett gigantiskt berg av kol mot himlens becksvarta fond, säger han.

– 2004 EW95 rör sig inte bara, den är också väldigt ljussvag. Vi var tvungna att använda en ganska avancerad databehandlingsteknik för att få ut så mycket av mätningarna som möjligt, tillägger Seccull.

I objektets spektrum syntes till slut särskilt iögonfallande tecken på järnoxider och phyllosilikater. Att dessa ämnen aldrig tidigare kunnat bekräftas i Kuiperbältet tyder starkt på att 2004 EW95 bildades i det inre solsystemet.

– Med tanke på att 2004 EW95:s håller hus i solsystemets isiga yttre delar innebär detta att den har kastats ut till sin nuvarande bana av en migrerande planet under solsystemets yngre dagar, slår Seccull fast.

Olivier Hainaut, astronom vid ESO som inte ingår i forskarlaget, kommenterar upptäckten.

– Även om det finns tidigare rapporter av andra “icke-typiska” Kuiperbältesobjekt har inga bekräftats med denna kvalitetsnivå. Upptäckten av en kolrik asteroid i Kuiperbältet är en bekräftelse av vad de dynamiska modellerna för det unga solsystemet förutspår.

Noter

[1] I dagens modeller för solsystemets tidiga utveckling, som till exempel hypotesen om den Stora stagvändningen (Grand tack) och Nice-modellen, migrerade jätteplaneterna först inåt och sedan utåt, och på vägen spreds många himlakroppar ut från solsystemets inre delar. Som följd av detta väntas ett mindre procentantal asteroider ha skjutits ut mot banor i Oortmolnet och Kuiperbältet.

[2] Kolrika asteroider, ibland kallade C-typ-asteroider, innehåller grundämnet kol eller dess olika föreningar. Sådana asteroider känns igen på deras mörka ytor, som beror på kolbärande molekyler.

[3] Andra himlakroppar från solsystemets inre delar har upptäckts långt ut i solsystemet. Detta är dock första gången som en kolrik asteroid har så långt ut som i Kuiperbältet.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel, “2004 EW95: A Phyllosilicate-bearing Carbonaceous Asteroid in the Kuiper Belt” av T. Seccull m. fl., som publicerats i tidskriften Astrophysical Journal Letters.

Forskarlaget består av Tom Seccull (Astrophysics Research Centre, Queen’s University Belfast, UK), Wesley C. Fraser (Astrophysics Research Centre, Queen’s University Belfast, Storbritannien) , Thomas H. Puzia (Institutet för astrofysik, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), Michael E. Brown (Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, USA) och Frederik Schönebeck (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Tyskland).

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 15 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln

• Foton på VLT

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium, Chalmers
Sverige
Tel: 0317725500
Mobil: 0704933114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Tom Seccull
Postgraduate Research Student — Queen's University, Belfast
Belfast, United Kingdom
Tel: +44 2890 973091
E-post: tseccull01@qub.ac.uk

Wesley C. Fraser
Lecturer — Queen’s University, Belfast
Belfast, United Kingdom
Tel: +44 28 9097 1084
E-post: wes.fraser@qub.ac.uk

Thomas H. Puzia
Professor — Institute of Astrophysics, Pontificia Universidad Catolica
Santiago, Chile
Tel: +56-2 2354 1645
E-post: tpuzia@astro.puc.cl

Calum Turner
ESO Assistant Public Information Officer
Garching bei München Tel: +49 89 3200 6670
E-post: calum.turner@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1814 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.