Hubble verður vitni að sundrun smástirnis
Sævar Helgi Bragason
06. mar. 2014
Fréttir
Hubblessjónaukinn náði nýverið mynd af smástirni sem brotnaði í allt að tíu smærri hluta. Slíkt hefur aldrei áður náðst á mynd
Hubblessjónauki NASA og ESA náði nýverið mynd af smástirni sem brotnaði í allt að tíu smærri hluta. Slíkt hefur aldrei áður náðst á mynd. Þótt brothættar halastjörnur tvístrist gjarnan þegar þær nálgast sólu, hefur sundrun smástirnis eins og þessa, P/2013 R3, aldrei áður sést í smástirnabeltinu.
„„Þetta er grjót og að sjá það sundrast er ótrúlegt,“ sagði David Jewitt við UCLA háskólann í Bandaríkjunum, sem leiddi rannsóknina.
Smástirnið P/2013 R3 kom fyrst fyrir sjónir manna þann 15. september 2013 í Catalina og Pan-STARRS verkefnunum, sem harla óvenjulegt og þokukennt fyrirbæri. Næstu athuganir, sem gerðar voru 1. október með Keck sjónaukanum á Mauna Kea á Hawaii, sýndu þrjá litla hnetti samferða í rykhjúp á stærð við jörðina.
„Keck sýndi okkur að það var vel þess virði að skoða fyrirbærið með Hubble,“ sagði Jewitt. Ótrúlegri upplausn sjónaukans leiddi í ljós tíu stök fyrirbæri og fylgdi rykhali sérhverju þeirra. Fjögur stærstu brotin eru allt að 400 metrar á breidd, um fjórfalt lengri en knattspyrnuvöllur.
Myndir Hubbles sýna að brotin fjarlægjast hvert annað letilega á um 1,5 km hraða á klukkustund — hægar en gangandi maður. Smástirnið tók að brotna snemma á síðasta ári en nýjustu myndir sína að ný brot koma stöðugt í ljós.
„Þetta er sannarlega skringilegt upp á að horfa, við höfum aldrei séð nokkuð þessu líkt,“ segir Jessice Agarwal við Max Planck stofnunina í Þýskalandi, sem er meðhöfundur greinar um smástirnið. „Sundrunin getur átt sér margar ólíkar orsakir, en rannsóknir Hubbles eru nógu nákvæmar til að benda á sökudólginn.“
Árekstur við annað smástirni er ólíkleg ástæða fyrir sundruninni í ljósi þess að ný brot finnast stöðugt. Árekstur væri stakur og skyndilegur atburður, mun áhrifameiri en það sem við sjáum. Brak úr slíkum árekstri myndi að ðllum líkindum fara mun hraðar yfir en mælingarnar sýna.
Þá er einnig ólíklegt að smástirnið hafi sundrast vegna innri þrýstings, tilkominn af ís sem þar má finna sem þiðnar og gufar upp. Til þess er smástirnið of kalt og hefur sennilega haldið sig í um 480 milljón kílómetra fjarlægð frá sólu alla sína ævi.
Eftir stendur að sundrunin gæti stafað af því, að sólarljós hafi komið smástirninu á snúning um möndul sinn og hafi stöðugt bætt í hann. Að lokum sundrast smástirnið vegna miðflóttakrafta. Möguleg sundrun af þessum toga, kölluð YORP-hrif [1], hefur verið rædd í vísindasamfélaginu í nokkur ár, en hefur aldrei sést með áreiðanlegaum hætti (sjá eso1405).
Til að smátirni sundrist þurfa innviðir þess að vera sprungnir og veikir, líkast til vegna fjölda ævafornra áreksta við önnur smástirni, sem hafa þó ekki tvístrað þeim. Flest lítil smástirini eru álitin hafa borið mikla hnekki með þessum hætti, svo innviðunum mætti helst lýsa sem grjóthrúgu, sem hangir saman á þyngdaraflinu. P/2013 R3 er þó líkast til brot úr öðrum stærri hnetti sem hefur brotnað einhvern tímann á síðasta ármilljarði.
„Þetta er nýjasta smástirnauppgötunin í röð nýlegra og undarlegra uppgötvanna, þar með talið P/2013 P5, sem fannst með sex hala,“ segir Agarval. „Það bendir til þess að sólin spili stórt hlutverk í því að méla smáfyrirbæri í sólkerfinu með því að þrýsta á þau með sólarljósinu.“
Leifarnar af P/2013 R3, sem vega um 200.000 tonn, verður nú mikil lind loftsteina í framtíðinni. Mestur hluti þeirra fellur að endingu inn að sólu, en lítill hluti gæti dag einn endað sem ljósrák, stjörnuhrap, í lofthjúpi jarðarinnar.
Frekari upplýsingar
[1] Yarkovsky–O'Keefe–Radzievskii–Paddack hrifin. Þau verða þegar fyrirbæri, eins og smástirni, gleypir ljós frá sólu og sendir það svo aftur út sem hitageislun. Úr því lögun fyrirbærisins er ekki regluleg fer maira ljós frá sumum stöðum en öðrum. Þetta veldur ójafnvægi, svo fyrirbærið getur hreinlega tekið að snúast.
Hubblessjónaukinn er alþjóðlegt samstarfsverkefni NASA og ESA.
Niðurstöðunum er lýst í greininni „Disintegrating Asteroid P/2013 R3“, sem birtist í tímaritinu Astophysical Journal Letters.
Mynd: NASA, ESA, og D. Jewitt (UCLA)
Tengiliður
Ottó Elíasson
Stjörnufræðivefurnn
Tölvupóstur: [email protected]
Tengdar myndir
Ljósmyndir Hubble geimsjónauka NASA og ESA af smástirninu P/2013 R3. Dagarnir líða frá vinstri til hægri. Lengst til vinstri er 29. október 2013, þá 15. nóvember 2013, 13. desember 2013 og 14. janúar 2014. Myndaröðin sýnir hvernig klumparnir hreyfast í rykinu.
Ljósmyndir Hubble geimsjónauka NASA og ESA af smástirninu P/2013 R3. Dagarnir líða frá vinstri til hægri. Lengst til vinstri er 29. október 2013, þá 15. nóvember 2013, 13. desember 2013 og 14. janúar 2014. Myndaröðin sýnir hvernig klumparnir hreyfast í rykinu.
Skýringarmynd af sundrun smástinisins P/2013 R3. Smástirnið er líklega grjóthrúga sem brotnað hefur upp í mörgum árekstrum í gegnum tíðina, án þess þó að sundrast fyllilega. Sennilega olli sólarljósið því að smástirnið tvístraðist.
Hubble verður vitni að sundrun smástirnis
Sævar Helgi Bragason 06. mar. 2014 Fréttir
Hubblessjónaukinn náði nýverið mynd af smástirni sem brotnaði í allt að tíu smærri hluta. Slíkt hefur aldrei áður náðst á mynd
Hubblessjónauki NASA og ESA náði nýverið mynd af smástirni sem brotnaði í allt að tíu smærri hluta. Slíkt hefur aldrei áður náðst á mynd. Þótt brothættar halastjörnur tvístrist gjarnan þegar þær nálgast sólu, hefur sundrun smástirnis eins og þessa, P/2013 R3, aldrei áður sést í smástirnabeltinu.
„„Þetta er grjót og að sjá það sundrast er ótrúlegt,“ sagði David Jewitt við UCLA háskólann í Bandaríkjunum, sem leiddi rannsóknina.
Smástirnið P/2013 R3 kom fyrst fyrir sjónir manna þann 15. september 2013 í Catalina og Pan-STARRS verkefnunum, sem harla óvenjulegt og þokukennt fyrirbæri. Næstu athuganir, sem gerðar voru 1. október með Keck sjónaukanum á Mauna Kea á Hawaii, sýndu þrjá litla hnetti samferða í rykhjúp á stærð við jörðina.
„Keck sýndi okkur að það var vel þess virði að skoða fyrirbærið með Hubble,“ sagði Jewitt. Ótrúlegri upplausn sjónaukans leiddi í ljós tíu stök fyrirbæri og fylgdi rykhali sérhverju þeirra. Fjögur stærstu brotin eru allt að 400 metrar á breidd, um fjórfalt lengri en knattspyrnuvöllur.
Myndir Hubbles sýna að brotin fjarlægjast hvert annað letilega á um 1,5 km hraða á klukkustund — hægar en gangandi maður. Smástirnið tók að brotna snemma á síðasta ári en nýjustu myndir sína að ný brot koma stöðugt í ljós.
„Þetta er sannarlega skringilegt upp á að horfa, við höfum aldrei séð nokkuð þessu líkt,“ segir Jessice Agarwal við Max Planck stofnunina í Þýskalandi, sem er meðhöfundur greinar um smástirnið. „Sundrunin getur átt sér margar ólíkar orsakir, en rannsóknir Hubbles eru nógu nákvæmar til að benda á sökudólginn.“
Árekstur við annað smástirni er ólíkleg ástæða fyrir sundruninni í ljósi þess að ný brot finnast stöðugt. Árekstur væri stakur og skyndilegur atburður, mun áhrifameiri en það sem við sjáum. Brak úr slíkum árekstri myndi að ðllum líkindum fara mun hraðar yfir en mælingarnar sýna.
Þá er einnig ólíklegt að smástirnið hafi sundrast vegna innri þrýstings, tilkominn af ís sem þar má finna sem þiðnar og gufar upp. Til þess er smástirnið of kalt og hefur sennilega haldið sig í um 480 milljón kílómetra fjarlægð frá sólu alla sína ævi.
Eftir stendur að sundrunin gæti stafað af því, að sólarljós hafi komið smástirninu á snúning um möndul sinn og hafi stöðugt bætt í hann. Að lokum sundrast smástirnið vegna miðflóttakrafta. Möguleg sundrun af þessum toga, kölluð YORP-hrif [1], hefur verið rædd í vísindasamfélaginu í nokkur ár, en hefur aldrei sést með áreiðanlegaum hætti (sjá eso1405).
Til að smátirni sundrist þurfa innviðir þess að vera sprungnir og veikir, líkast til vegna fjölda ævafornra áreksta við önnur smástirni, sem hafa þó ekki tvístrað þeim. Flest lítil smástirini eru álitin hafa borið mikla hnekki með þessum hætti, svo innviðunum mætti helst lýsa sem grjóthrúgu, sem hangir saman á þyngdaraflinu. P/2013 R3 er þó líkast til brot úr öðrum stærri hnetti sem hefur brotnað einhvern tímann á síðasta ármilljarði.
„Þetta er nýjasta smástirnauppgötunin í röð nýlegra og undarlegra uppgötvanna, þar með talið P/2013 P5, sem fannst með sex hala,“ segir Agarval. „Það bendir til þess að sólin spili stórt hlutverk í því að méla smáfyrirbæri í sólkerfinu með því að þrýsta á þau með sólarljósinu.“
Leifarnar af P/2013 R3, sem vega um 200.000 tonn, verður nú mikil lind loftsteina í framtíðinni. Mestur hluti þeirra fellur að endingu inn að sólu, en lítill hluti gæti dag einn endað sem ljósrák, stjörnuhrap, í lofthjúpi jarðarinnar.
Frekari upplýsingar
[1] Yarkovsky–O'Keefe–Radzievskii–Paddack hrifin. Þau verða þegar fyrirbæri, eins og smástirni, gleypir ljós frá sólu og sendir það svo aftur út sem hitageislun. Úr því lögun fyrirbærisins er ekki regluleg fer maira ljós frá sumum stöðum en öðrum. Þetta veldur ójafnvægi, svo fyrirbærið getur hreinlega tekið að snúast.
Hubblessjónaukinn er alþjóðlegt samstarfsverkefni NASA og ESA.
Niðurstöðunum er lýst í greininni „Disintegrating Asteroid P/2013 R3“, sem birtist í tímaritinu Astophysical Journal Letters.
Mynd: NASA, ESA, og D. Jewitt (UCLA)
Tengiliður
Ottó Elíasson
Stjörnufræðivefurnn
Tölvupóstur: [email protected]
Tengdar myndir