27 sierpnia tego roku naukowcy pracujący przy teleskopie programu Pan-STARRS na Hawajach ogłosili odkrycie nowej planetoidy znajdującej się w pasie planetoid, P/2013 P5. W przeciwieństwie do innych tego typu obiektów zbadanych przez naukowców, które są widoczne na zdjęciach jako jasne punkty, obraz planetoidy P/2013 P5 był bardzo niewyraźny. Astronomowie byli zaskoczeni tym nietypowym wyglądem.
Artykuł napisała Małgorzata Łazuka.
10 września dokładniejsze zdjęcia tajemniczej planetoidy wykonał Teleskop Kosmiczny Hubble’a. „Dosłownie oniemieliśmy, kiedy to zobaczyliśmy” – mówi David Jewitt z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, kapitan zespołu badającego pas planetoid. Na zdjęciu widoczne są wyraźne warkocze pyłowe – takie, jakie można zaobserwować u komet. Co więcej, kiedy Hubble ponownie sfotografował planetoidę 23 września, jej wygląd zmienił się całkowicie. Wyglądało to, jakby cała struktura się obróciła.
Astronomowie wątpią w możliwość, że warkocze są skutkiem zderzenia z inną planetoidą, gdyż nie zaobserwowano dużej ilości pyłu wyrzuconej naraz w przestrzeń kosmiczną. Jewitt mówi, że najprawdopodobniej planetoida zaczęła obracać się tak szybko, że słaba siła grawitacji nie była w stanie utrzymać jej w jednym kawałku. Jeśli to rzeczywiście miało miejsce, pył mógł z łatwością przemieścić się w stronę równika planetoidy i oddalić się od niej. Kiedy pył został wyrzucony, ciśnienie promieniowania słonecznego nadało mu kształt warkoczy. Z dokładnej symulacji wykonanej przez członka zespołu, Jessicę Agarwal z Instytutu Badania Układu Słonecznego im. Maxa Plancka w Lindau, wynika, że wyrzucenie pyłu musiało mieć miejsce wielokrotnie. Agarwal oszacowała te zjawiska na 15 kwietnia, 18 lipca, 24 lipca, 8 sierpnia, 26 sierpnia i 4 września. Do tej pory w ten sposób planetoida utraciła 100-1000 ton pyłu, co stanowi znikomą część masy planetoidy. Samo jej jądro ma średnicę długości ponad 400 m, a jego masa jest tysiące razy większa od masy wyrzuconego pyłu.
Astronomowie będą nadal obserwować P/2013 P5 by sprawdzić, czy pył oddala się od planetoidy w płaszczyźnie równika. Jeśli ich przypuszczenia się potwierdzą, będzie to stanowiło dowód, że rozpad nastąpił wskutek zbyt szybkiego ruchu obrotowego. Zostaną również podjęte próby zmierzenia dokładnej prędkości kątowej planetoidy. Naukowcy podejrzewają, że zjawisko to jest powszechne w pasie planetoid. Może to być nawet najczęstszy sposób, w jaki planetoidy umierają. „W astronomii, gdy znajdziesz jakiś obiekt, nagle znajdujesz mnóstwo innych, podobnych” – mówi Jewitt – „To dla nas niesamowite„.
kno3
co zapoczątkowało — A co mogło zapoczątkować ruch wirowy planetoidy?
Andrzej Karoń
np. 1) Przekazanie momentu. pędu 2) Skutek zderzeń 3) Efekt Jarkowskiego
> A co mogło zapoczątkować ruch wirowy planetoidy?
Ruch wirowy może zapoczątkować m.in.
1) Już w trakcie pierwotnej cząstki dysku miały niezerowe momenty pędu, więc nawet gdyby powstające planetoidy (wtedy jeszcze jako planetozymale) nie obracałaby się, to i tak został im przekazany moment pędu od spadającej na nie okolicznej materii krążącej w ówczesnym dysku protoplanetarnym.
Jednakże w takim razie dlaczego planetoidy obracają się w RÓŻNY SPOSÓB?
Dowodzą tego chociażby te dwie przykładowe planetoidy (4) Vesta oraz (4179) Toutatis:
http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/asteroids/Vesta.mpg
http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/asteroids/toutspin2.mpg
2) Możliwe że różnice w kącie oraz okresie obrotu różnych planetoid może być na skutek zderzenia z innym obiektem w bliższej lub dalszej przeszłości.
Przykładowo planety mają dużą masę a więc i dużą miarę bezwładności — dopiero zderzenie z naprawdę sporym obiektem, o porównywalnych rozmiarach mogłoby wpłynąć wyraźnie na ruch obrotowy danej planety (tym się tłumaczy wsteczną rotację Wenus oraz ”toczenie się” Urana, jako skutki zderzeń z bardzo dużymi obiektami w początkach historii naszego Układu Słonecznego).
W odróżnieniu od planet zmiana dotychczasowej rotacji planetoid w wyniku zderzenia nawet z mniejszymi obiektami jest łatwiejsza, gdyż typowe masy planetoid są o wiele rzędów wielkości mniejsze od mas planet.
Nawet największe (i nieliczne tej wielkości planetoidy) takie jak (1) Ceres, czy (4) Vesta mają masy rzędu ok. 9.4e+20 kg oraz 2.6e+20 kg odpowiednio, czyli 0.0002 oraz 0.00004 masy Ziemi.
Jednakże w Pasie Planetoid krąży o wiele więcej znacznie mniejszych planetoid np. o rozmiarach nie około tysiąca czy setek kilometrów, a najwyżej kilkaset metrów — przykładowym takim ciałem niebieskim jest (25143) Itokawa o NIEREGULARNYM KSZTAŁCIE ~600x300x200 metrów i masie odpowiadającej zaledwie… 0.000000000000006 masy Ziemi.
3) W zdaniu powyżej specjalnie wyróżniłem informacje na temat nieregularnego kształtu przykładowej planetoidy, gdyż w przypadku małych planetoid ich kształt może mieć istotny wpływ jeśli nie na powstanie ich ruchu obrotowego, to na pewno na zmiany kąta oraz okresu ich ruchu obrotowego w dłuższym okresie czasu…
…a przyczynia się do tego tzw. EFEKT JARKOWSKIEGO.
Kim był
Jan Jarkowski 1844-1902 (Iwan Osipowicz Jarkowski) — był rosyjskim inżynierem polskiego pochodzenia… Niedługo przed śmiercią w 1900 roku opisał zjawisko nazwane później jego nazwiskiem. Przez dłuższy czas było ono nieco zapomniane lecz w ostatnich latach znów zaczęło święcić triumfy w mechanice nieba. Z uwagi na to, że z opisem tegoż zjawiska można się spotkać głównie w literaturze angielskojęzycznej, nazywa się go zwykle efektem Yarkowskiego (a nie Jarkowskiego).
Efekt ten polega na zaburzeniu ruchu bardzo małego ciała kosmicznego, jak np. planetoidy o wielkości do kilku kilometrów (gdyż dla większych obiektów jest już on nieistotny). Efekt ten powstaje w wyniku nierównomiernego nagrzewania powierzchni ciała kosmicznego przez Słońce. Ważnym czynnikiem jest też to, że nagrzane miejsca planetoidy stygną bardzo powoli, gdyż w próżni nie ma innej możliwości na oddanie energii cieplnej, jak poprzez wypromieniowanie jej (co jest dość powolnym procesem…).
Tu z pewnością przyda się mała powtórka z fizyki: wiadomo, że każde ciało mające temperaturę wyższą od tzw. zera bezwzględnego (ok. -273st.C = 0 K), jest źródłem promieniowania… Najzimniejsze z nich ”świecą” w falach radiowych — przykładem może być mikrofalowe promieniowanie tła całego Wszechświata. Cieplejsze ciała emitują już promienie podczerwone, zaś jeszcze gorętsze wysyłają już światło dla nas widzialne (np. czerwień, żółć, biel), i tak dalej… Natomiast jeśli chodzi o stygnięcie nagrzanych obiektów, to w życiu codziennym proces ten przebiega stosunkowo szybko, gdyż energia cieplna jest nie tylko wypromieniowywana, ale również przekazywana cząsteczkom otaczającym rozgrzane ciało (poprzez dużo wydajniejszy proces konwekcji, albo w przypadku metali, przez przewodnictwo).
Wróćmy jednak do opisywanego efektu… Otóż każda planetoida obraca się wokół osi w tempie około kilku lub kilkunastu godzin. Nagrzane przez Słońce ”wieczorne” części planetoidy są dużo cieplejsze niż ”poranne” i są przez to źródłem silniejszego promieniowania podczerwonego. Natomiast obrót wokół osi powoduje to, że te najcieplejsze rejony obiektu położone są niesymetrycznie względem jego środka ciężkości. Wysyłane promieniowanie podczerwone z nagrzanych miejsc, powodują powstanie swoistego odrzutu… Odrzut ten jest oczywiście minimalny, ale po dłuższym czasie może wpłynąć na ruch orbitalny takiej planetoidy.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
P.S. Efekt Jarkowskiego wspomniany został na stronach AstroNEWS, np. w tym artykule:
https://news.astronet.pl/5544
kno3
dzięki, imo to był efekt jarkowskiego — Tak jak w tytule dzięki za wyczerpującą odpowiedź 🙂 Z wymienionych efektów myślę, że efekt jarkowskiego spowodował tak szybki ruch obrotowy. Skoro planetoida została rozerwana przez siły obrotowe, to materia wręcz nie mogła na nią tak opadać, aby zwiększać moment pędu ( materia na powierzchni planetoidy musiała mieć prędkość większą od pierwszej kosmicznej ) no chyba, że planetoida była bardzo nieregularna i gdzieś bliżej środka ciężkości prędkość liniowa była mniejsza, wtedy opadające cząstki mogły przyspieszać ruch obrotowy, ale to chyba mało prawdopodobne, aby tylko tam były wyłapywane. Wg badaczy nie było zderzenia, imo bardzo mało prawdopodobne jest, że planetoida rozpadłaby w skutek zderzenia po nim, a nie w momencie zderzenia. A efekt jarkowskiego mógł powoli, ale bardzo długo rozkręcać planetoidę, aż się rozleciała.