At finde alderen på en binær kontaktmåne

Der er millioner af asteroider, der flyder rundt i solsystemet. Med så mange af dem burde det ikke være nogen overraskelse, at nogle er underligt konfigureret. Et nyligt eksempel på en af ​​disse mærkelige konfigurationer blev opdaget, da Lucy, NASA's mission til de trojanske asteroider, passerede en hovedbælte-asteroide kaldet Dinkinesh.

Den fandt ud af, at Dinkinesh havde en "måne" - og at månen var en "kontakt binær." Nu kendt som Selam, består den af ​​to objekter, der fysisk rører hinanden gennem tyngdekraften, men som ikke er helt smeltet ind i hinanden. Præcis hvordan og hvornår et sådant uventet system kunne have dannet sig, er emnet for et nyt papir af Colby Merrill, en kandidatforsker ved Cornell, og deres medforfattere ved University of Colorado og University of Bern. Den er udgivet i Astronomy &Astrophysics .

Papiret ser især på, hvornår systemet kan være dannet og gør det gennem modellering. En teori i asteroidedannelse kaldet den binære Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack-effekt, som, da ingen ønsker at sige det fulde navn, er forkortet til akronymet BYORP. Denne model forklarer, hvordan binære asteroidesystemer opstår i første omgang.

I det væsentlige fremskynder asteroiden sin rotation på grund af strålingstryk. Til sidst, på grund af disse rotationskræfter, når det til et punkt, hvor dets tyngdekraft ikke længere er i stand til at holde alt dets materiale på overfladen, og noget af dette materiale slynges ud i rummet og til sidst samles til en "måne" for lidt større asteroide.

Dinkinesh er ikke en "stor" asteroide på nogen måde - på det bredeste sted måler den kun omkring 790 meter i diameter. Det er også opkaldt efter det amhariske ord for Lucy; de fossile rester af en potentiel menneskelig forfader fundet i Etiopien og navnebror af NASAs mission. Dens satellit, Salem, er det amhariske ord for "fred", men et andet fossilt sæt fundet i 2000, som, selvom det var et barn, førte Lucys med 100.000 år. Men den er endnu mindre end Dinkinesh - kun omkring 220 m på det bredeste sted.

Men Selam har faktisk to bredeste punkter, fordi det er formet i, hvad der teknisk kaldes en bilobate, men er mere almindeligt opfattet som en "håndvægt"-form. Dette kan delvist skyldes en anden kraft, der påvirker dannelsen af ​​asteroider - tidevand.

Traditionelt tænker folk på tidevand som forårsaget af vores måne, der bevæger sig rundt om jorden. Tidevand kan dog også ske på indersiden af ​​asteroider, når der er en tyngdekraft på et lille legeme af et endnu mindre legeme, der tilfældigvis er i nærheden. For eksempel fremkalder Selam tidevand på Dinkinesh, og at forstå, hvordan de to udviklede sig sammen, kræver forståelse af, hvordan disse tidevandskræfter udspillede sig.

Modellering af både tidevandskræfter og BYROP accelerationsprocessen er kompleks matematisk. Dette gælder især, fordi input til ligningerne, der bruges til at modellere dem, indeholder masser af usikkerheder. Heldigvis er der en matematisk teknik til at hjælpe med det.

Monte Carlo-metoden bruger statistik til at finde et "korrekt" svar ved at variere input til ligninger og tilfældigt udtage resultaterne. Forfatterne brugte denne teknik til at bestemme, hvor længe Dinkinesh / Selam-systemet havde været i kredsløb om hinanden, ved hjælp af input som hvert objekts størrelse og kredsløbshastigheder. De kom med et svar på mellem 1 og 10 millioner år – ikke særlig lang tid i det store skema af solsystemets udvikling.

I betragtning af at binære filer menes at udgøre mindst 15 % af jordens nære asteroider, og kontaktbinære filer udgør mellem 14 % og 30 % af små kroppe, der stadig er større end 200 m, kan undersøgelse af denne slags uventede systemer vise sig frugtbar i forstå, hvordan asteroider mere generelt dannes.

Som avisen nævner, er der behov for mere arbejde, især en analyse af de kratere, der findes på Selam, som kunne give et alternativt billede af dens alder. I betragtning af at vi først lige opdagede dette binære system tilfældigt i november 2023, vil disse data og meget andet fra Lucy-missionen uden tvivl snart komme.