Астероїд 2021 PH27 діаметром майже один кілометр є найближчим сусідом Сонця.
За допомогою сильної 570-мегапіксельної Камери темної енергії (Dark Energy Camera, DECam) астрономам вдалося виявити астероїд з найменшим орбітальним періодом з усіх відомих астероїдів Сонячної системи. Об’єкт діаметром біля одного кілометра міститься на відстані приблизно 20 мільйонів кілометрів від Сонця й обходить його кожні 113 діб. Астероїд 2021 PH27 також має найменшу середню відстань (велику піввісьорбіти) з усіх відомих астероїдів Сонячної системи — тількив Меркурія менший період і коротшапіввісь. Це небесне тіло перебуває в такому сильному гравітаційному полі Сонця, що найбільше відчуває загальні релятивістські ефекти, ніж будь-який інший відомий об’єкт Сонячної системи.
Найшвидший астероїд у Сонячній системі виявлено в Міжамериканській обсерваторії Серро Тололо (Cerro Tololo Inter-American Observatory, CTIO) NOIRLab за допомогою потужної 570-мегапіксельної Камери темної енергії (DECam) в Чилі. Ілюстрація показує розташування планет і астероїда в ніч відкриття 13 серпня 2021 року, як їх можна побачити з погляду на Сонячну систему зверху. Фото з сайту https://noirlab.edu.
Астероїд, позначений як 2021 PH27, відкрив Скотт С. Шеппард (Scott S. Sheppard) з Інституту науки Карнегі за даними, зібраними Камерою темної енергії, що встановлена на 4-метровому телескопі Віктора М. Бланко в Міжамериканській обсерваторії Серро Тололо (CerroTololo Inter-American Observatory, CTIO) в Чилі. Знімки, на яких було виявлено астероїд, зробили Іан Дел’антоніо (Ian Dell’antonio) та Шенмін Фу (Shenming Fu) з Університету Брауна раннім вечором (в сутінках) 13 серпня 2021 року. Шеппард долучився до Делл’антоніо та Фу під час виконання спостережень за допомогою DECam для Огляду скупчень в місцевому об’ємі (Local Volume Complete Cluster Survey). Цей огляд астрономи роблять з метою вивчення масивних скупчень галактик у Місцевому (локальному) Всесвіті [1]. Вони витратили час на спостереження за деякими з найбільших об’єктів на відстані мільйонів світлових років, щоб знайти набагато менші об’єкти — астероїди, що лежать в межах Сонячної системи.
4-метровий телескоп Віктора М. Бланко в Міжамериканській обсерваторії Серро Тололо в Чилі. Фото з сайту https://noirlab.edu.
Камера темної енергії, один з найефективніших ширококутних ПЗС-візуалізаторів у світі, розроблена для Огляду темної енергії (Dark Energy Survey, DES), який фінансує Міністерство енергетики США. DECam побудували і протестували в Національній прискорювальній лабораторії імені Енріко Фермі (Фермілаб). Упродовж 2013 — 2019 років DECam перебувала під контролем Міністерства енергетики та Національного наукового фонду (National Science Foundation, NSF) США. Нині DECam використовують для програм, що охоплюють величезний спектр наук. Науковий архів DECam зберігається в Центрі наукових даних для спільного використання (Community Science and Data Center, CSDC). CTIO та CSDC — це програми NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory)NSF.
Присмерки, тобто проміжок часу після заходу чи до сходу Сонця, найкращий час для пошуків астероїдів, які перебувають всередині орбіти Землі, в напрямку двох внутрішніх планет — Меркурія та Венери. Будь-хто із спостерігачів зоряного неба вам скаже, що Меркурій і Венера ніколи не відходять на небі дуже далеко від Сонця і їх завжди найкраще видно перед сходом або після заходу Сонця. Те ж саме стосується астероїдів, які також обертаються навколо Сонця на близьких відстанях.
Після відкриття 2021 PH27 Девід Толен (David Tholen) з Гавайського університету виміряв положення астероїда і передбачив, де його можна буде спостерігати наступного вечора. Згодом, 14 серпня 2021 року, його знову спостерігали за допомогою DECam, а також телескопів Магеллана в обсерваторії Лас-Кампанас у Чилі. Далі, увечері 15-го, Марко Мікелі (Marco Micheli) з Європейського космічного агентства використав мережу 1–2-метрових телескопів Лас Камбрес для спостереження за астероїдом з CTIO в Чилі та з Південної Африки.Також нові спостереження щойно відкритого астероїд виконали астрономи, які спостерігають на DECamі й телескопах Магеллана. Для цього вони на якийсь час припинили свої поточні роботи на цих інструментах.
«Хоча спостережний час на телескопі для астрономів дуже дорогоцінний, міжнародний характер і любов до невідомого спонукають астрономів зупиняти власні наукові пошуки та спостереження, щоб підтримати нові, цікаві відкриття», — сказав Шеппард.
Планети та астероїди обертаються навколо Сонця по еліптичних (або овальними) орбітах, причому найбільша вісь еліпса має радіус, який називають велика піввісь. PH27 2021 має велику піввісь орбіти довжиною 70 млн. км. (0,46 астрономічних одиниці). Його період обертання становить 113 діб по витягнутому шляху, що перетинає орбіти як Меркурія, так і Венери [2].
Можливо, він спершу перебував у Головному поясі астероїдів між Марсом і Юпітером і був витіснений гравітаційними збуреннями від внутрішніх планет, які наблизили його до Сонця. Високий кут нахилу його орбіти (32 кутових градуси) до площини екліптики свідчить, однак, про те, що це може бути ядро комети із зовнішньої Сонячної системи, яка потрапила на ближчу короткоперіодичну орбіту, проходячи поблизу однієї із землеподібних планет. Майбутні спостереження за астероїдом мають пролити більше світла на його походження.
Орбіта 2021 PH27, мабуть, також нестабільна протягом тривалих періодів часу, і, ймовірно, через кілька мільйонів років він або зіткнеться з Меркурієм, Венерою чи Сонцем, або буде викинутий з внутрішньої Сонячної системи під дією гравітаційного впливу внутрішніх планет.
Астрономам важко знаходити такі внутрішні астероїди, бо вони дуже часто приховані за відблисками Сонця. Коли астероїди наближаються до нашої найближчої зорі, вони отримують різні навантаження, зокрема теплові від нагріву Сонцем, і фізичні від гравітаційних припливних сил. Ці навантаження можуть спричинити розпад деяких, особливо крихких, астероїдів.
«Частка астероїдів всередині орбіт Землі та Венери порівняно із зовнішньою частиною Сонячної системи дасть нам уявлення про міцність та склад цих об’єктів», — сказав Шеппард. Якщо популяція астероїдів на схожих до 2021 PH27 орбітах виявиться виснаженою, це могло б вказати астрономам на те, яка частка навколоземних астероїдів є купами щебеню, що нещільно утримуються разом. На відміну від тих астероїдів, що є твердими скелями, і які можуть бути небезпечними для Землі.
«Розуміння населення астероїдів, що містяться всередині орбіти нашої планети, важливо для завершення перепису астероїдів поблизу Землі, зокрема йтих, що з великою ймовірністю можуть зіткнутися із Землею, наблизившись до неї вдень. Їх неможливо легко виявити в більшості оглядів, які виконують вночі, подалі від Сонця», — сказва Шеппард. Він додав, що 2021 PH27 наближається до Сонця так близько, що «... температура його поверхні досягає майже 500 градусів Цельсія при максимальному наближенні, тобто досить велика, щоб розплавити свинець».
Оскільки 2021 PH27 перебуває в такому сильному гравітаційному полі Сонця, то він відчуває загальні релятивістські ефекти набільше, ніж будь-який інший відомий об’єкт Сонячної системи.
Це виявляється у вигляді невеликого кутового відхилення на еліптичній орбіті астероїда з плином часу — рух, який в астрономії називають прецесією. Для цього астероїда вона становить приблизно одну кутову хвилину на століття [3].
Нині астероїд входить у сполучення з Сонцем, коли з погляду на нього із Землі видно, що він рухається за Сонцем. Його можна буде спостерігати із Землі на початку 2022 року.Тоді на основі нових спостережень астрономи зможуть докладніше визначити його орбіту, що уможливить надати астероїду офіційну назву.
Примітки
[1] Огляд скупчень в місцевому об’ємі (LoVoCCS) — це огляд з програми NOIRLab NSF, що використовує DECam для вимірювання розподілу темної матерії та популяції галактик у 107 найближчих скупченнях галактик. Ці тривалі (глибокі) експозиції дають змогу чітко порівняти слабкі змінні об’єкти з майбутніми даними спостережень обсерваторії Віри Рубін.
[2] 2021 PH27 — лише один із близько 20 відомих астероїдів групи Атіри, орбіти яких повністю лежать в межах орбіти Землі.
[3] Прецесія Меркурія дивувала астрономів, поки не вдалося її пояснити на основі загальної теорії відносності Айнштейна. Прецесія 2021 PH27 навіть більша, ніж у Меркурія.
За інф. з сайту https://noirlab.edu
