Comunicato Stampa

L'ESO cattura le migliori immagini finora del peculiare asteroide "osso per i cani"

09 Settembre 2021

Utilizzando il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO (l'Osservatorio Europeo Australe), un gruppo di astronomi ha ottenuto le immagini finora più nitide e dettagliate dell'asteroide Kleopatra. Le osservazioni hanno permesso di definire la forma 3D e la massa di questo particolare asteroide, che assomiglia a un osso per cani, con una precisione mai vista prima. La ricerca fornisce indizi su come si sono formati questo asteroide e le due lune che orbitano intorno a esso.

"Kleopatra è un corpo davvero unico nel Sistema Solare", afferma Franck Marchis, astronomo del SETI Institute di Mountain View, USA e del Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Francia, che ha condotto uno studio sull'asteroide - che ha almeno due lune e una forma insolita - pubblicato oggi su Astronomy & Astrophysics. “La scienza fa molti progressi grazie allo studio di strani oggetti anomali. Penso che Kleopatra sia uno di questi e che la comprensione di questo complesso sistema asteroidale multiplo possa aiutarci a saperne di più sul Sistema Solare".

Kleopatra orbita intorno al Sole nella fascia degli asteroidi, tra Marte e Giove. Gli astronomi lo hanno definito un "asteroide a forma di osso per i cani" da quando le osservazioni radar di circa 20 anni fa hanno rivelato che ha due lobi collegati da uno spesso "collo". Nel 2008, Marchis e i suoi colleghi hanno scoperto che intono a Kleopatra orbitano due lune, chiamate AlexHelios e CleoSelene, in onore dei figli della regina egiziana.

Per conoscere meglio Kleopatra, Marchis e il suo gruppo di lavoro hanno utilizzato istantanee dell'asteroide scattate in momenti diversi tra il 2017 e il 2019 con lo strumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) installato sul VLT dell'ESO. Poichè l'asteroide ruota, si può osservarlo da diverse angolazioni e di conseguenza produrre i modelli 3D della sua forma più accurati fino a oggi. Gli scienziati hanno definito la forma a osso per cani dell'asteroide e il suo volume, trovando che uno dei lobi è più grande dell'altro, e hanno determinato che la lunghezza dell'asteroide è di circa 270 chilometri, equivalenti a circa la metà della lunghezza del Canale della Manica.

In un secondo studio, anch'esso pubblicato su Astronomy & Astrophysics e condotto da Miroslav Brož dell'Università Carlo di Praga, Repubblica Ceca, il gruppo ha descritto l'uso delle osservazioni di SPHERE per trovare le orbite corrette delle due lune di Kleopatra. Studi precedenti avevano stimato le orbite, ma le nuove osservazioni con il VLT dell'ESO hanno mostrato che le lune non si trovavano dove i vecchi dati avevano previsto che fossero.

"Questa incongruenza doveva essere risolta", racconta Brož. "perché se le orbite delle lune erano sbagliate, tutto era sbagliato, inclusa la massa di Cleopatra." Grazie alle nuove osservazioni e alla modellazione sofisticata, il gruppo è riuscito a descrivere con precisione come la gravità di Cleopatra influenzi i moti delle lune e a determinare le complesse orbite di AlexHelios e CleoSelene. Hanno potuto quindi calcolare la massa dell'asteroide, trovandola inferiore del 35% rispetto alle stime precedenti.

Combinando le nuove stime di volume e massa, gli astronomi hanno quindi calcolato un nuovo valore di densità dell'asteroide, che, pari a meno della metà della densità del ferro, si è rivelata inferiore a quanto si pensasse in precedenza [1]. La bassa densità di Cleopatra, che si ritiene abbia una composizione metallica, suggerisce che abbia una struttura porosa e potrebbe essere poco più di un "cumulo di pietrisco". Ciò significa che probabilmente si è formato da materiale che si è riaccumulato a seguito di un impatto gigantesco.

La struttura a cumulo di pietrisco di Kleopatra e il modo in cui ruota danno anche indicazioni su come potrebbero essersi formate le due lune. L'asteroide ruota quasi alla velocità critica, la velocità al di sopra della quale inizierebbe a sfaldarsi, e anche piccoli impatti potrebbero rimuovere dei sassi dalla superficie. Marchis e il suo gruppo credono che quei sassi possano aver formato AlexHelios e CleoSelene, il che significa che Cleopatra ha davvero dato vita alle proprie lune.

Le nuove immagini di Kleopatra e le intuizioni che forniscono sono possibili solo grazie a uno dei sistemi avanzati di ottica adattiva in uso sul VLT dell'ESO, che si trova nel deserto di Atacama in Cile. L'ottica adattiva aiuta a correggere le distorsioni causate dall'atmosfera terrestre che fanno apparire sfocati gli oggetti, lo stesso effetto che fa scintillare le stelle viste dalla Terra. Grazie a tali correzioni, SPHERE è stato in grado di visualizzare Kleopatra - che si trova a 200 milioni di chilometri dalla Terra nel punto più vicino dell'orbita - anche se la sua dimensione apparente nel cielo è equivalente a quella di una pallina da golf a circa 40 chilometri di distanza.

Il futuro ELT (Extremely Large Telescope) dell'ESO, con i suoi avanzati sistemi di ottica adattiva, sarà l'ideale per produrre immagini di asteroidi distanti come Kleopatra. "Non vedo l'ora di puntare l'ELT verso Kleopatra, per vedere se ci sono altre lune e perfezionare le loro orbite per rilevare  cambiamenti anche piccoli", conlcude Marchis.

Note

[1] La densità appena calcolata è di 3,4 grammi per centimetro cubo, mentre in precedenza si riteneva che Kleopatra avesse una densità media di circa 4,5 grammi per centimetro cubo.

Ulteriori Informazioni

Questo risultato, basato su osservazioni ottenute con lo strumento SPHERE montato sul VLT dell'ESO (Principal Investigator: Pierre Vernazza), è stato descritto in due diversi articoli pubblicati dalla rivista Astronomy & Astrophysics.

L'equipe dell'articolo intitolato “(216) Kleopatra, a low density critically rotating M-type asteroid” è composta da F. Marchis (SETI Institute, Carl Sagan Center, Mountain View, USA e Aix Marseille University, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Francia [LAM]), L. Jorda (LAM), P. Vernazza (LAM), M. Brož (Institute of Astronomy, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, Prague, Repubblica Ceca [CU]), J. Hanuš (CU), M. Ferrais (LAM), F. Vachier (Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC University Paris 06 e Université de Lille, Francia [IMCCE]), N. Rambaux (IMCCE), M. Marsset (Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, MIT, Cambridge, USA [MIT]), M. Viikinkoski (Mathematics & Statistics, Tampere University, Finlandia [TAU]), E. Jehin (Space sciences, Technologies and Astrophysics Research Institute, Université de Liège, Belgio [STAR]), S. Benseguane (LAM), E. Podlewska-Gaca (Faculty of Physics, Astronomical Observatory Institute, Adam Mickiewicz University, Poznan, Polonia [UAM]), B. Carry (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Francia [OCA]), A. Drouard (LAM), S. Fauvaud (Observatoire du Bois de Bardon, Taponnat, France [OBB]), M. Birlan (IMCCE and Astronomical Institute of Romanian Academy, Bucharest, Romania [AIRA]), J. Berthier (IMCCE), P. Bartczak (UAM), C. Dumas (Thirty Meter Telescope, Pasadena, USA [TMT]), G. Dudziński (UAM), J. Ďurech (CU), J. Castillo-Rogez (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, USA [JPL]), F. Cipriani (European Space Agency, ESTEC - Scientific Support Office, Noordwijk, Paesi Bassi [ESTEC]​​), F. Colas (IMCCE), R. Fetick (LAM), T. Fusco (LAM e The French Aerospace Lab BP72, Chatillon Cedex, Francia [ONERA]​​), J. Grice (OCA e School of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, Regno Unito [OU]), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (Laboratoire Atmosphères, Milieux et Observations Spatiales, CNRS [CRNS] e Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, Guyancourt, Francia [UVSQ]), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE e Sección Física, Departamento de Ciencias, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Perú [PUCP]), T. Santana-Ros (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, Spagna [UA] e Institut de Ciéncies del Cosmos, Universitat de Barcelona, Spagna [UB]), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC), e B. Yang (European Southern Observatory, Santiago, Cile [ESO]).

L'equipe dell'articolo intitolato “An advanced multipole model for (216) Kleopatra triple system” è composta da M. Brož (CU), F. Marchis (SETI e LAM), L. Jorda (LAM), J. Hanuš (CU), P. Vernazza (LAM), M. Ferrais (LAM), F. Vachier (IMCCE), N. Rambaux (IMCCE), M. Marsset (MIT), M. Viikinkoski (TAU), E. Jehin (STAR), S. Benseguane (LAM), E. Podlewska-Gaca (UAM), B. Carry (OCA), A. Drouard (LAM), S. Fauvaud (OBB), M. Birlan (IMCCE e AIRA), J. Berthier (IMCCE), P. Bartczak (UAM), C. Dumas (TMT), G. Dudziński (UAM), J. Ďurech (CU), J. Castillo-Rogez (JPL), F. Cipriani (ESTEC​​), F. Colas (IMCCE), R. Fetick (LAM), T. Fusco (LAM e ONERA), J. Grice (OCA e OU), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (CNRS e UVSQ), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), M. Pajuelo (IMCCE e PUCP), T. Santana-Ros (UA e UB), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC), e B. Yang (ESO).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e di gran lunga l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile e l'Australia come partner strategico. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di APEX e di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente, sulla piana di Chajnantor. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'Extremely Large Telescope o ELT (significa Telescopio Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Franck Marchis
SETI Institute and Laboratoire d’Astrophysique de Marseille
Mountain View and Marseille, France and USA
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Charles University
Prague, Czechia
E-mail: mira@sirrah.troja.mff.cuni.cz

Pierre Vernazza
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Marseille, France
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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso2113.

Sul Comunicato Stampa

Comunicato Stampa N":eso2113it-ch
Nome:(216) Kleopatra
Tipo:Solar System : Interplanetary Body : Asteroid
Facility:Very Large Telescope
Instruments:SPHERE
Science data:2021A&A...653A..57M
2021A&A...653A..56B

Immagini

L'asteroide Kleopatra da diverse angolazioni
L'asteroide Kleopatra da diverse angolazioni
L'asteroide Kleopatra da diverse angolazioni (con note)
L'asteroide Kleopatra da diverse angolazioni (con note)
Confronto delle dimensioni dell'asteroide Kleopatra con il nord Italia
Confronto delle dimensioni dell'asteroide Kleopatra con il nord Italia
Confronto delle dimensioni dell'asteroide Kleopatra con il Cile
Confronto delle dimensioni dell'asteroide Kleopatra con il Cile
Immagine di SPHERE elaborata per mostrare le lune di Kleopatra
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Ubicazione di Kleopatra nel Sistema solare
Ubicazione di Kleopatra nel Sistema solare