Используя очень телескоп VLT ESO, группа астрономов получила самые четкие и детальные изображения астероида Клеопатра. Наблюдения позволили команде ограничить трехмерную форму и массу этого своеобразного астероида, который напоминает самое типичное изображение кости, с более высокой точностью, чем когда-либо прежде. Их исследования дают ключ к разгадке того, как образовались этот астероид и две луны, вращающиеся вокруг него.
Клеопатра вращается вокруг Солнца в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Астрономы назвали его "астероидом из собачьей кости" с тех пор, как 20 лет назад радарные наблюдения показали, что у него две доли, соединенные толстой перемычкой. В 2008 году исследователи обнаружили, что вокруг Клеопатры вращаются две луны, названные AlexHelios и CleoSelene, в честь детей египетской царицы.
Чтобы узнать больше о Клеопатре команда астрономов использовала снимки астероида, сделанные в разное время в период с 2017 по 2019 год с помощью инструмента Spectro-Polarimetric High-Contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) на VLT ESO. Поскольку астероид вращался, они могли видеть его под разными углами и создавать самые точные 3D-модели его формы на сегодняшний день. Они ограничили форму собачьей кости астероида и его объем, обнаружив, что одна из долей больше другой, и определили, что длина астероида составляет около 270 километров или примерно половину длины Ла-Манша.
Во втором исследовании, также опубликованном в Astronomy & Astrophysics, под руководством Мирослава Брожа из Карлова университета в Праге, Чешская Республика, команда сообщила, как они использовали наблюдения SPHERE, чтобы найти правильные орбиты двух спутников Клеопатры. Предыдущие исследования оценивали орбиты, но новые наблюдения с помощью ESO VLT показали, что спутники были не там, где их предсказывали более старые данные.
Объединив новые оценки объема и массы, астрономы смогли вычислить новое значение плотности астероида, которое, составляя менее половины плотности железа, оказалось ниже, чем предполагалось ранее. Низкая плотность Клеопатры, которая, как полагают, имеет металлический состав, предполагает, что она имеет пористую структуру и может быть не более чем "грудой щебня". Это означает, что он, вероятно, образовался при повторном накоплении материала после сильного удара.
Структура Клеопатры из кучи обломков и то, как она вращается, также указывают на то, как могли образоваться две ее луны. Астероид вращается почти с критической скоростью, выше которой он начнет разваливаться, и даже небольшие удары могут поднять гальку с его поверхности. Маркис и его команда полагают, что эти камешки могли впоследствии сформировать AlexHelios и CleoSelene, а это означает, что Клеопатра действительно родила свои собственные луны.
Новые изображения Клеопатры и их понимание возможно только благодаря одной из передовых систем адаптивной оптики, используемых на ESO VLT, который расположен в пустыне Атакама в Чили. Адаптивная оптика помогает корректировать искажения, вызванные атмосферой Земли, из-за которых объекты выглядят размытыми — тот же эффект, при котором звезды, наблюдаемые с Земли, мерцают. Благодаря таким исправлениям SPHERE смогла сфотографировать Клеопатру, расположенную в 200 миллионах километров от Земли в самом близком расстоянии, хотя ее видимый размер на небе эквивалентен размеру мяча для гольфа на расстоянии около 40 километров.
Предстоящий чрезвычайно большой телескоп ESO (ELT) с его усовершенствованными системами адаптивной оптики будет идеальным для получения изображений далеких астероидов, таких как Клеопатра.
