NEWISE termiske data afslører overfladeegenskaber for over 100 asteroider

Næsten alle asteroider er så langt væk og så små, at det astronomiske samfund kun kender dem som bevægelige lyspunkter. De sjældne undtagelser er asteroider, der er blevet besøgt af rumfartøjer, et lille antal store asteroider opløst af NASAs Hubble-rumteleskop eller store jordbaserede teleskoper, eller dem, der er kommet tæt nok på til radarbilleder.

Når det ses af optiske teleskoper, disse individuelle kilder til reflekteret sollys kan give nogle meget værdifulde, men også meget grundlæggende oplysninger – f.eks. asteroidens bane, et skøn over dens størrelse, nogle gange en tilnærmelse af dens form, og måske en idé om dens fysiske sammensætning. Men for at lære mere om disse undvigende og vigtige himmellegemer kræver det en anden type instrument. En infrarød sensor kan, under de rette omstændigheder, giver ikke kun data om en asteroides bane og data, der kan bruges til mere præcist at måle dens størrelse, men også kemisk makeup og nogle gange endda dens overfladekarakteristika.

NASA's Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer, eller IKKE, rumfartøj, i kredsløb om Jorden, bruger asteroide-jagt termiske sensorer, der tillader en infrarød visning af asteroider uden de slørende virkninger af Jordens atmosfære. I et papir offentliggjort for nylig i tidsskriftet Icarus, forskere ledet af Josef Hanuš, en videnskabsmand ved det astronomiske institut ved Charles University, Prag, har lavet en dybdegående analyse af mere end 100 asteroider, der er kommet under NEOWISE's temperaturfølende blik. Denne analyse tredoblede antallet af asteroider, som har gennemgået detaljeret "termofysisk" modellering af asteroideegenskaber, der varierer med temperaturen. Resultaterne giver et mere præcist indblik i overfladeegenskaberne af hovedbælteasteroider og forstærker også rumbårne infrarøde observatoriers muligheder for nøjagtigt at vurdere størrelsen af ​​asteroider.

Værdien af ​​denne teknik

Termofysisk modellering er en guldmine for asteroideforskere, fordi det giver mulighed for en mere omfattende analyse af asteroidernes natur. Ikke alle asteroider er egnede til termofysisk modellering, fordi de nødvendige rådatasæt ikke altid er tilgængelige. Men Hanušs hold fandt 122 asteroider, der ikke kun havde NEOWISE-data, men også detaljerede modeller af deres rotationstilstande (hvor hurtigt et objekt roterer omkring sin akse, og orienteringen af ​​aksen i rummet) og mangefacetterede modeller af asteroidens 3D-form.

"Ved at bruge arkiverede data fra NEOWISE-missionen og vores tidligere afledte formmodeller, vi var i stand til at skabe meget detaljerede termofysiske modeller af 122 hovedbælte-asteroider, " sagde Hanuš, hovedforfatter af papiret. "Vi har nu en bedre idé om egenskaberne af overfladeregolitten og viser, at små asteroider, samt hurtigt roterende asteroider, har lidt, hvis nogen, støv, der dækker deres overflader." (Regolith er betegnelsen for de knækkede sten og støv på overfladen.)

Det kan være svært for hurtigtroterende asteroider at fastholde meget fine regolith-korn, fordi deres lave tyngdekraft og høje spin-hastigheder har en tendens til at kaste små partikler væk fra deres overflader og ud i rummet. Også, det kan være, at hurtigtroterende asteroider ikke oplever store temperaturændringer, fordi solens stråler er hurtigere fordelt over deres overflader. Det ville reducere eller forhindre den termiske revnedannelse af en asteroides overflademateriale, der kunne forårsage dannelsen af ​​fine korn af regolith.

Hanuš's hold fandt også ud af, at deres detaljerede beregninger for estimerede størrelser af de asteroider, de undersøgte, var i overensstemmelse med dem for de samme asteroider beregnet af NEOWISE-holdet ved hjælp af enklere modeller.

"Med de asteroider, som vi var i stand til at indsamle mest information om fra andre kilder, vores beregninger af deres størrelser var i overensstemmelse med de radiometrisk afledte værdier udført af NEOWISE-teamet, " sagde Hanuš. "Usikkerhederne var inden for 10 procent mellem de to sæt resultater."

"Dette er et vigtigt eksempel på, hvordan rumbaserede infrarøde data nøjagtigt kan karakterisere asteroider, " sagde Alan Harris, seniorforsker ved German Aerospace Center (DLR) med base i Berlin, Tyskland, som har specialiseret sig i termisk modellering af asteroider, men ikke var involveret i undersøgelsen. "NEOWISE er førende i at demonstrere værdien af ​​rumbaserede infrarøde observatorier til opdagelse og karakterisering af asteroide og jordnære objekter, begge afgørende for vores forståelse af disse vigtige indbyggere i vores solsystem."

Fra WISE til NEOWISE

Oprindeligt kaldt Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), rumfartøjet blev opsendt i december 2009 for at studere galakser, stjerner, og solsystemets kroppe ved at afbilde hele himlen i infrarødt lys. Den blev sat i dvale i 2011, efter at dens primære astrofysikmission var afsluttet. I september 2013 den blev genaktiveret, omdøbt til NEOWISE og tildelt en ny mission:at hjælpe NASAs bestræbelser på at identificere og karakterisere populationen af ​​objekter nær Jorden. NEOWISE karakteriserer også fjernere populationer af asteroider og kometer for at give information om deres størrelser og sammensætning.