Nye beregninger peg alder af baby asteroide

En asteroide kaldet "Lucy's baby", efter at et NASA-rumfartøj opdagede, at den kredser om en anden asteroide i november sidste år, er faktisk et solsystem-småbarn - kun 2-3 millioner år gammel, vurderer et Cornell-ledet forskerhold ved hjælp af nye statistiske beregninger .

Holdet udledte alderen på Selam, en "måneblomst", der kredser om den lille asteroide Dinkinesh i hovedasteroidebæltet mellem Mars og Jupiter, kun baseret på dynamik eller hvordan parret bevæger sig i rummet. Deres beregning stemmer overens med en af ​​NASAs Lucy-mission baseret på en analyse af overfladekratere, den mere traditionelle metode til at datere asteroider.

Den nye metode supplerer det arbejde og har nogle fordele:Det kræver ikke et dyrt rumfartøj at tage nærbilleder, kunne være mere nøjagtigt i tilfælde, hvor asteroideoverflader har undergået nylige ændringer, og kan anvendes på de sekundære kroppe i snesevis af andre kendte binære systemer, som tegner sig for 15 % af jordens nære asteroider, sagde forskerne.

"At finde asteroidernes aldre er vigtigt for at forstå dem, og denne er bemærkelsesværdig ung sammenlignet med solsystemets alder, hvilket betyder, at den er dannet noget for nylig," sagde Colby Merrill, en doktorand inden for rumfartsteknik. "At få alderen på denne ene krop kan hjælpe os med at forstå befolkningen som helhed."

Merrill er den første forfatter til "Age of (152830) Dinkinesh-Selam Constrained by Secular Tidal-BYORP Theory," udgivet i Astronomy &Astrophysics med medforfatterne Alexia Kubas, en ph.d.-studerende inden for astronomi og rumvidenskab; Alex Meyer, en doktorgradskandidat ved University of Colorado, Boulder; og Sabina Raducan, en postdoc-forsker ved universitetet i Bern i Schweiz.

Merrill, en dynamikekspert, som var en del af NASA's Double Asteroid Redirection Test (DART)-mission, som i 2022 styrtede et rumfartøj ind i måneskinen Dimorphos, fulgte nøje med, da Lucy-rumfartøjet fløj forbi Dinkinesh den 1. november 2023 og uventet blev fundet. Selam.

Sidstnævnte viste sig at være "et ekstraordinært unikt og komplekst legeme," sagde Merrill - en såkaldt "kontakt binær" bestående af to lapper, der i det væsentlige er murbrokker, klistret sammen, og den første af sin slags set kredsende om en anden asteroide.

Merrill og Kubas begyndte straks at modellere systemet som et afsluttende projekt for deres "Planeternes fysik"-kursus undervist af Philip Nicholson, professor i astronomi ved College of Arts and Sciences (A&S).

Binære asteroider er dynamisk komplekse og fascinerende objekter, der er involveret i en slags tovtrækning, sagde forskerne. Tyngdekraften, der virker på genstandene, får dem til at bule fysisk ud og resulterer i tidevand, som langsomt reducerer systemets energi. I mellemtiden ændrer solens stråling også det binære systems energi med en effekt, der kaldes den binære Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack (BYORP) effekt.

Til sidst vil systemet nå en ligevægt, hvor tidevand og BYORP er lige stærke – et dødvande i tovtrækningen.

Forudsat at disse kræfter var i ligevægt og tilsluttede asteroidedata, der blev delt offentligt af Lucy-missionen, beregnede forskerne, hvor lang tid det ville have taget for Selam at nå sin nuværende tilstand efter dannelse fra overflademateriale udstødt af en hurtigt roterende Dinkinesh. Undervejs sagde holdet, at det forbedrede sig i forhold til allerede eksisterende ligninger, der antog, at begge kroppe var lige tætte og ignorerede den sekundære krops masse.

Ved at køre omkring 1 million beregninger med varierende parametre gav resultaterne en medianalder for Selam på 3 millioner år, hvor 2 millioner er det mest sandsynlige resultat.

Fastlæggelse af Selams alder fremmer sammenligninger med Didymos og Dimorphos, det endnu yngre system, der er målrettet af NASAs DART-mission, og tilføjer til en forståelse af, at binære systemer bliver skabt kontinuerligt. Forskerne håber nu at kunne anvende deres nye ældningsmetode på andre binære systemer, hvor dynamikken har været velkarakteriseret, selv uden tætte forbiflyvninger.

"Brugt sammen med kratertælling, kan denne metode hjælpe bedre med at begrænse et systems alder," sagde Kubas. "Hvis vi bruger to metoder, og de er enige med hinanden, kan vi være mere sikre på, at vi får en meningsfuld alder, der beskriver systemets nuværende tilstand."

Beregningerne tyder på, at asteroiden Selam er yngre end det menneskelige forfader-fossil på Jorden, som den er opkaldt efter - skeletresterne af en 3-årig pige fundet i Etiopien, bestemt til at være 3,3 millioner år gammel. Selam betyder "fred" på Etiopiens sprog og har også fået tilnavnet "Lucys baby", med henvisning til berømte menneske-forfader-rester fundet i 1974 og døbt Lucy eller Dinkinesh. NASA-missionen opkaldt efter Lucy er på vej til at studere trojanske asteroider i Jupiters kredsløb i 2027.

Flere oplysninger: C. C. Merrill et al., Age of (152830) Dinkinesh I Selam begrænset af sekulær tidevand-BYORP-teori, Astronomy &Astrophysics (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202449716

Journaloplysninger: Astronomi og astrofysik

Leveret af Cornell University